(57)【要約】【課題】ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせを提供すること。【解決手段】上記の組み合わせは、ｎ個の架橋剤官能基を有し、分子量が２０００以下の生体適合性小分子架橋剤であって、ｎが２以上であり、該架橋剤官能基が求電子性または求核性である小分子架橋剤を含む組成物と、ｍ個の官能性ポリマー官能基を有し、分子量が該架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーであって、ｍが２以上でありかつｎとｍの合計が５以上であり、該架橋剤官能基が求電子性の場合には該官能性ポリマー官能基が求核性であり、該架橋剤官能基が求核性の場合には該官能性ポリマー官能基が求電子性である官能性ポリマーとを含み、混合した際に、該架橋剤および官能性ポリマーが反応してヒドロゲルを形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、該組み合わせは、
ｎ個の架橋剤官能基を有し、分子量が２０００以下の生体適合性小分子架橋剤であって、ｎが２以上であり、該架橋剤官能基が求電子性または求核性である小分子架橋剤を含む組成物と、
ｍ個の官能性ポリマー官能基を有し、分子量が該架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーであって、ｍが２以上でありかつｎとｍの合計が５以上であり、該架橋剤官能基が求電子性の場合には該官能性ポリマー官能基が求核性であり、該架橋剤官能基が求核性の場合には該官能性ポリマー官能基が求電子性である官能性ポリマーとを含み、
混合した際に、該架橋剤および官能性ポリマーが反応してヒドロゲルを形成する、
組み合わせ。
【請求項２】
前記生体適合性小分子架橋剤が、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
前記生体適合性小分子架橋剤が、求電子性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項４】
求電子性である架橋剤官能基を有する前記生体適合性小分子架橋剤が、前記求電子性架橋剤官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミドをベースにした架橋剤基である生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項３に記載の組み合わせ。
【請求項５】
前記合成生体適合性官能性ポリマーが、前記官能性ポリマー官能基がアミンである合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、請求項３に記載の組み合わせ。
【請求項６】
前記生体適合性小分子架橋剤が、求核性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項７】
求核性である架橋剤官能基を有する前記生体適合性小分子架橋剤が、前記架橋剤官能基がアミンである生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項８】
前記合成生体適合性官能性ポリマーが、前記官能性ポリマー官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミド基である合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項９】
前記生体適合性小分子架橋剤が、生分解性結合を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１０】
前記合成生体適合性官能性ポリマーが、生分解性結合を有する合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１１】
前記架橋剤および官能性ポリマーが反応して、生分解性結合を生成する、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１２】
前記ヒドロゲルが染料をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１３】
前記ヒドロゲルが１種または複数の活性成分をさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１４】
前記活性成分が、酵素、血管収縮剤、化学療法剤、抗菌剤、抗生物質、およびこれらの組合せを含む、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項１５】
前記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１６】
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、該組み合わせは：
少なくとも２個の第１の官能基を有し、分子量が２０００以下である生体適合性小分子架橋剤を含む組成物と、少なくとも２個の第２の官能基を有し、分子量が該小分子架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーとを含み、
該第１の官能基のそれぞれが、該第２の官能基のそれぞれとは異なっており、該第１および該第２の官能基が、求電子物質および求核物質からなる群から選択され、
混合した際に、該架橋剤の該第１の官能基および該官能性ポリマーの該第２の官能基が反応して、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成する、
組み合わせ。
【請求項１７】
前記小分子架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項１８】
前記小分子架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項１９】
前記生体適合性架橋ポリマーの形成が、ゲル化時間測定によって測定して、約４５秒未満を必要とする、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項２０】
前記小分子架橋剤が、少なくとも３個の官能基を有する、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項２１】
前記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲル中の固形分の濃度が、約８重量％から約２０重量％である、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項２２】
前記第１の官能基がアミンを含み、前記第２の官能基がスクシンイミドを含む、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項２３】
前記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項２４】
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、該組み合わせは：
架橋前分子量が２０００未満である架橋済み合成架橋分子を含む、少なくとも１つの生体適合性架橋剤領域を含む組成物と、架橋前分子量が該架橋前架橋剤分子の分子量の約７倍である架橋済み合成ポリマー分子から本質的になる、少なくとも１つの生体適合性官能性ポリマー領域とを含み、
混合した際に、該架橋剤および該官能性ポリマーが反応して、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成し、該生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、該架橋剤領域と該官能性ポリマー領域との間に少なくとも３つの結合を含み、該結合が、少なくとも１個の求電子官能基と少なくとも１個の求核官能基との反応生成物である、
組み合わせ。
【請求項２５】
前記生体適合性架橋剤領域が、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する、請求項２４に記載の組み合わせ。
【請求項２６】
前記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、少なくとも１つの生分解性結合をさらに含む、請求項２４に記載の組み合わせ。
【請求項２７】
前記架橋剤および官能性ポリマー領域の間の前記結合の少なくとも１つが、生分解性である、請求項２４に記載の組み合わせ。
【請求項２８】
前記架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、請求項２４に記載の組み合わせ。
【請求項２９】
前記架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、請求項２４に記載の組み合わせ。
【請求項３０】
前記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、請求項２４に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、２００８年７月８日に出願された米国仮出願第６１／０７８，９６８号（この全体の開示は、参考として本明細書に援用される）の利益およびそれへの優先権を主張する。この特許出願はまた、２００８年５月２９日に出願された現在係属中の米国特許出願第１２／１５６，０８５号の一部継続であり、米国特許出願第１２／１５６，０８５号は、２００８年２月１３日に出願された現在係属中の米国特許出願第１２／０６９，８２１号の一部継続であり、米国特許出願第１２／０６９，８２１号は、２００５年１２月２日に出願された米国特許出願第１１／２９３，８９２号（これは、米国特許第７，３３２，５５６号として発行された）の継続であり、米国特許出願第１１／２９３，８９２号は、２００１年１１月９日に出願された米国特許出願第１０／０１０，７１５号（これは、米国特許第７，００９，０３４号として発行された）の継続であり、米国特許出願第１０／０１０，７１５号は、１９９９年１２月３日に出願された米国特許出願第０９／４５４，９００号（これは、米国特許第６，５６６，４０６号として発行された）の一部継続であり、米国特許出願第０９／４５４，９００号は、１９９８年１２月４日に出願された米国仮特許出願第６０／１１０，８４９号への優先権を主張する。米国特許第７，００９，０３４号はまた、１９９９年３月２２日に出願された米国特許出願第０９／１４７，８９７号の一部継続であり、米国特許出願第０９／１４７，８９７号は、１９９７年９月２２日に出願された出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／１６８９７号への優先権を有し、これは、１９９７年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６０／０４０，４１７号、１９９７年３月４日に出願された米国仮特許出願第６０／０３９，９０４号および１９９６年９月２３日に出願された米国仮特許出願第６０／０２６，５２６号への優先権を有する。これらの特許出願の各々は、優先権書類として主張され、これら各々の全体の開示は、参考として本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、生体適合性架橋ポリマーと、それを調製し使用するための方法とに関する。ある実施形態において、本開示の組成物は、ポリープの除去を含めた外科処置に利用することができる。
【背景技術】
【０００３】
ポリープは、一般に、体内の膜から突出する成長物である。ポリープの形状は、しばしば、有茎性または無茎性と記述される。有茎性ポリープが茎の表面で成長するのに対し、無茎性ポリープは、広い底面および平らな外観を有する可能性がある。しばしば、ポリープは、結腸、膀胱、子宮、頸部、声帯、および／または鼻孔の内面を覆うような粘膜上に形成され、体腔内に突出する。ポリープは、通路を遮断する可能性があり、かつ／または癌性になる可能性があるので、問題である。一般に、ポリープは大きいほど、癌性になる傾向がある。
【０００４】
内視鏡的ポリープ切除術は、有茎性ポリープを除去するのに有効であるが、無茎性ポリープは、しばしば問題がある。例えば、無茎性ポリープは、その平らなびまん的外観のために、係蹄し電気焼灼器を用いて切除するのが難しくなる可能性がある。一部のポリープでは、切除を促進させるために、生理食塩水をポリープの粘膜下組織に注入して、ポリープを隆起させる人工クッションを生成することができる。しかし、生理食塩水は、粘膜下組織内での滞留時間が短く、通常、注入後４から５分以内で消失する。
【０００５】
さらに、大きなポリープは、全体を除去することがしばしば難しく、したがって大きなポリープは、しばしば、細切れにして少しずつ切除される。ポリープ組織の初回切除後、注入された溶液が粘膜下組織から外に流出して、ポリープの崩壊を引き起こし、したがってポリープの残りの部分を除去することが難しくなることがある。生理食塩水は再度注入できるが、素早く流出し、ポリープの残りの部分を隆起させるのにあまり有効ではない。
【０００６】
注入溶液の粘膜下組織滞留時間を改善する試みが報告されている。例えば、グリセリン、デキストロース、ヒアルロン酸、およびヒドロキシプロピルセルロースの溶液が、注入溶液として報告されている。これらの中で最も有効なのは、ヒアルロン酸である。ブタ食道でのヒアルロン酸の平均滞留時間は、２１．５分と報告されている。しかし、これらの溶液は依然として、内視鏡的切離またはポリープ切除中にクッションまたはポリープが破れると、粘膜下組織層から漏れる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように依然として、内視鏡的ポリープ切除術を行うために、特に切除中に複数回ポリープ注入する必要性を最小限に抑え、低減し、かつ／またはなくすために、組成物および方法を改善する余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、ポリープの除去を含めた外科処置での使用に適した組成物と、その使用方法とを提供する。ある実施形態では、本開示の方法は、ポリープの粘膜下組織を含めた組織に、分子量が２０００以下である生体適合性小分子架橋剤を含む組成物を導入するステップを含んでよく、この架橋剤はｎ個の架橋剤官能基を有し、ここで、ｎは２以上であり、架橋剤官能基は求電子的または求核的なものである。架橋剤は、分子量が架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーと組み合わせて投与してもよく、この官能性ポリマーはｍ個の官能性ポリマー官能基を有し、ここで、ｍは２以上であり、ｎとｍの合計は５以上であり、官能性ポリマー官能基は、架橋剤官能基が求電子的である場合に求核的であり、官能性ポリマー官能基は、架橋剤官能基が求核的である場合に求電子的である。架橋剤および官能性ポリマーを、ポリープの粘膜下組織で反応させてヒドロゲルを形成させることができ、ポリープを除去することができる。
【０００９】
その他の実施形態では、本開示の方法は、少なくとも２個の第１の官能基を有しかつ分子量が２０００以下である生体適合性小分子架橋剤を含む組成物を、少なくとも２個の第２の官能基を有しかつ分子量が架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーと共に、ポリープの粘膜下組織などの組織に導入するステップを含み、ここで、第１の官能基のそれぞれは、第２の官能基のそれぞれとは異なっており、第１および第２の官能基は、求電子的および求核的なものである。架橋剤の第１の官能基および官能性ポリマーの第２の官能基を、ポリープの粘膜下組織で反応させて、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成させることができ、ポリープを除去することができる。
【００１０】
さらにその他の実施形態では、本開示の方法は、架橋前分子量が２０００未満である架橋済み合成架橋剤分子を含んだ少なくとも１つの生体適合性架橋剤領域を含む組成物を、架橋前分子量が架橋前架橋剤分子の分子量の約７倍超である架橋済み合成ポリマー分子などの少なくとも１つの生体適合性官能性ポリマー領域と組み合わせて、ポリープの粘膜下組織を含む組織に導入するステップを含んでよい。架橋剤および官能性ポリマーを、ポリープの粘膜下組織と反応させて生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成させることができ、ここで、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルは、架橋剤領域と官能性ポリマー領域との間に少なくとも３つの結合を有し、これらの結合は、少なくとも１個の求電子官能基と少なくとも１個の求核官能基との反応生成物である。ヒドロゲルが形成したら、ポリープを除去することができる。
【００１１】
したがって、本発明は、以下の項目を提供する：
（項目１）
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、この組み合わせは、
ｎ個の架橋剤官能基を有し、分子量が２０００以下の生体適合性小分子架橋剤であって、ｎが２以上であり、この架橋剤官能基が求電子性または求核性である小分子架橋剤を含む組成物と、
ｍ個の官能性ポリマー官能基を有し、分子量がこの架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーであって、ｍが２以上でありかつｎとｍの合計が５以上であり、この架橋剤官能基が求電子性の場合にはこの官能性ポリマー官能基が求核性であり、この架橋剤官能基が求核性の場合にはこの官能性ポリマー官能基が求電子性である官能性ポリマーとを含み、
混合した際に、この架橋剤および官能性ポリマーが反応してヒドロゲルを形成する、
組み合わせ。
【００１２】
（項目２）
上記生体適合性小分子架橋剤が、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１３】
（項目３）
上記生体適合性小分子架橋剤が、求電子性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１４】
（項目４）
求電子性である架橋剤官能基を有する上記生体適合性小分子架橋剤が、上記求電子性架橋剤官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミドをベースにした架橋剤基である生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１５】
（項目５）
上記合成生体適合性官能性ポリマーが、上記官能性ポリマー官能基がアミンである合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１６】
（項目６）
上記生体適合性小分子架橋剤が、求核性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１７】
（項目７）
求核性である架橋剤官能基を有する上記生体適合性小分子架橋剤が、上記架橋剤官能基がアミンである生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１８】
（項目８）
上記合成生体適合性官能性ポリマーが、上記官能性ポリマー官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミド基である合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００１９】
（項目９）
上記生体適合性小分子架橋剤が、生分解性結合を有する生体適合性小分子架橋剤をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２０】
（項目１０）
上記合成生体適合性官能性ポリマーが、生分解性結合を有する合成生体適合性官能性ポリマーをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２１】
（項目１１）
上記架橋剤および官能性ポリマーが反応して、生分解性結合を生成する、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２２】
（項目１２）
上記ヒドロゲルが染料をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２３】
（項目１３）
上記ヒドロゲルが１種または複数の活性成分をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２４】
（項目１４）
上記活性成分が、酵素、血管収縮剤、化学療法剤、抗菌剤、抗生物質、およびこれらの組合せを含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２５】
（項目１５）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２６】
（項目１６）
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、この組み合わせは：
少なくとも２個の第１の官能基を有し、分子量が２０００以下である生体適合性小分子架橋剤を含む組成物と、少なくとも２個の第２の官能基を有し、分子量がこの小分子架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーとを含み、
この第１の官能基のそれぞれが、この第２の官能基のそれぞれとは異なっており、この第１およびこの第２の官能基が、求電子物質および求核物質からなる群から選択され、
混合した際に、この架橋剤のこの第１の官能基およびこの官能性ポリマーのこの第２の官能基が反応して、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成する、
組み合わせ。
【００２７】
（項目１７）
上記小分子架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２８】
（項目１８）
上記小分子架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００２９】
（項目１９）
上記生体適合性架橋ポリマーの形成が、ゲル化時間測定によって測定して、約４５秒未満を必要とする、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３０】
（項目２０）
上記小分子架橋剤が、少なくとも３個の官能基を有する、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３１】
（項目２１）
上記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲル中の固形分の濃度が、約８重量％から約２０重量％である、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３２】
（項目２２）
上記第１の官能基がアミンを含み、上記第２の官能基がスクシンイミドを含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３３】
（項目２３）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３４】
（項目２４）
ポリープの粘膜下組織を含む組織に投与するための組み合わせであって、この組み合わせは：
架橋前分子量が２０００未満である架橋済み合成架橋分子を含む、少なくとも１つの生体適合性架橋剤領域を含む組成物と、架橋前分子量がこの架橋前架橋剤分子の分子量の約７倍である架橋済み合成ポリマー分子から本質的になる、少なくとも１つの生体適合性官能性ポリマー領域とを含み、
混合した際に、この架橋剤およびこの官能性ポリマーが反応して、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成し、この生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、この架橋剤領域とこの官能性ポリマー領域との間に少なくとも３つの結合を含み、この結合が、少なくとも１個の求電子官能基と少なくとも１個の求核官能基との反応生成物である、
組み合わせ。
【００３５】
（項目２５）
上記生体適合性架橋剤領域が、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３６】
（項目２６）
上記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、少なくとも１つの生分解性結合をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３７】
（項目２７）
上記架橋剤および官能性ポリマー領域の間の上記結合の少なくとも１つが、生分解性である、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３８】
（項目２８）
上記架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００３９】
（項目２９）
上記架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００４０】
（項目３０）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の組み合わせ。
【００４１】
本発明は、また以下の項目も提供する：
（項目１ａ）
ｎ個の架橋剤官能基を有し、分子量が２０００以下の生体適合性小分子架橋剤であって、ｎが２以上であり、この架橋剤官能基が求電子性または求核性である小分子架橋剤を含む組成物と、ｍ個の官能性ポリマー官能基を有し、分子量がこの架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーであって、ｍが２以上でありかつｎとｍの合計が５以上であり、この架橋剤官能基が求電子性の場合にはこの官能性ポリマー官能基が求核性であり、この架橋剤官能基が求核性の場合にはこの官能性ポリマー官能基が求電子性である官能性ポリマーとを組み合わせて、ポリープの粘膜下組織を含む組織に導入するステップと、
この架橋剤および官能性ポリマーを、このポリープのこの粘膜下組織で反応させて、ヒドロゲルを形成するステップと、
このポリープを除去するステップと
を含む方法。
【００４２】
（項目２ａ）
生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４３】
（項目３ａ）
生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、求電子性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４４】
（項目４ａ）
求電子性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、上記求電子性架橋剤官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミドをベースにした架橋剤基である生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４５】
（項目５ａ）
合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップが、上記官能性ポリマー官能基がアミンである合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４６】
（項目６ａ）
生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、求核性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４７】
（項目７ａ）
求核性である架橋剤官能基を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、上記架橋剤官能基がアミンである生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４８】
（項目８ａ）
合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップが、上記官能性ポリマー官能基がＮ−ヒドロキシスクシンイミド基である合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００４９】
（項目９ａ）
生体適合性小分子架橋剤を提供するステップが、生分解性結合を有する生体適合性小分子架橋剤を提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５０】
（項目１０ａ）
合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップが、生分解性結合を有する合成生体適合性官能性ポリマーを提供するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５１】
（項目１１ａ）
上記架橋剤および官能性ポリマーを反応させるステップが、上記架橋剤官能基および上記官能性ポリマー官能基を反応させて生分解性結合を生成するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５２】
（項目１２ａ）
上記ヒドロゲルが染料をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５３】
（項目１３ａ）
上記ヒドロゲルが１種または複数の活性成分をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５４】
（項目１４ａ）
上記活性成分が、酵素、血管収縮剤、化学療法剤、抗菌剤、抗生物質、およびこれらの組合せを含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５５】
（項目１５ａ）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５６】
（項目１６ａ）
少なくとも２個の第１の官能基を有し、分子量が２０００以下である生体適合性小分子架橋剤を含む組成物と、少なくとも２個の第２の官能基を有し、分子量がこの小分子架橋剤の少なくとも約７倍である合成生体適合性官能性ポリマーとをポリープの粘膜下組織を含む組織に導入するステップであって、この第１の官能基のそれぞれが、この第２の官能基のそれぞれとは異なっており、この第１およびこの第２の官能基が、求電子物質および求核物質からなる群から選択される、ステップと、
この架橋剤のこの第１の官能基およびこの官能性ポリマーのこの第２の官能基を、このポリープのこの粘膜下組織で反応させて、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成するステップと、
このポリープを除去するステップと
を含む方法。
【００５７】
（項目１７ａ）
上記小分子架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５８】
（項目１８ａ）
上記小分子架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００５９】
（項目１９ａ）
上記生体適合性架橋ポリマーの形成が、ゲル化時間測定によって測定して、約４５秒未満を必要とする、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６０】
（項目２０ａ）
上記小分子架橋剤が、少なくとも３個の官能基を有する、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６１】
（項目２１ａ）
上記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲル中の固形分の濃度が、約８重量％から約２０重量％である、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６２】
（項目２２ａ）
上記第１の官能基がアミンを含み、上記第２の官能基がスクシンイミドを含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６３】
（項目２３ａ）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６４】
（項目２４ａ）
架橋前分子量が２０００未満である架橋済み合成架橋分子を含む、少なくとも１つの生体適合性架橋剤領域を含む組成物と、架橋前分子量がこの架橋前架橋剤分子の分子量の約７倍である架橋済み合成ポリマー分子から本質的になる、少なくとも１つの生体適合性官能性ポリマー領域とを組み合わせて、ポリープの粘膜下組織を含む組織に導入するステップと、
この架橋剤およびこの官能性ポリマーをこのポリープのこの粘膜下組織で反応させて、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成するステップであって、この生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、この架橋剤領域とこの官能性ポリマー領域との間に少なくとも３つの結合を含み、この結合が、少なくとも１個の求電子官能基と少なくとも１個の求核官能基との反応生成物であるステップと
このポリープを除去するステップと
を含む方法。
【００６５】
（項目２５ａ）
上記生体適合性架橋剤領域が、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍｌの溶解度を有する、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６６】
（項目２６ａ）
上記生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルが、少なくとも１つの生分解性結合をさらに含む、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６７】
（項目２７ａ）
上記架橋剤および官能性ポリマー領域の間の上記結合の少なくとも１つが、生分解性である、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６８】
（項目２８ａ）
上記架橋剤が、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００６９】
（項目２９ａ）
上記架橋剤が、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンからなる群から選択される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【００７０】
（項目３０ａ）
上記ヒドロゲルが、約５秒から約９０秒の時間にわたって形成される、上記項目のいずれか一つに記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１Ａ〜１Ｅは、適切な求核官能基前駆体と架橋することができる求電子官能基の水溶性および生分解性架橋剤または官能性ポリマーを示す図である。
【図２】図２Ｆ〜２Ｊは、適切な求電子前駆体と架橋することができる求核水溶性および生分解性架橋剤または官能性ポリマーを示す図である。
【図３】図３Ｋ〜３Ｏは、生分解性結合または官能基が、前駆体を水溶性にするように選択される、適切な求核官能基前駆体と架橋することができる求電子水溶性および生分解性架橋剤または官能性ポリマーを示す図である。
【図４】図４Ｐ〜４Ｔは、適切な求電子官能基前駆体と架橋することができ、生分解性ではない求核官能基水溶性架橋剤または官能性ポリマーを示す図である。
【図５】図５Ｕ〜５Ｘは、適切な求核官能基前駆体と架橋することができ、生分解性でない求電子水溶性架橋剤または官能性ポリマーを示す図である。
【図６】特定のＮ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）エステルを示す図である。
【図７】４アーム１０ｋＤａスクシンイミジルグルタレートＰＥＧ（「ＳＧ−ＰＥＧ」）とジ、トリまたはテトラリシンを反応させた実施例２〜４の前駆体についてのアミノ基の数に対してプロットしたゲル化時間の変化を示す図である。
【図８】実施例２〜４の求電子官能性ポリマーの溶液エージ（ａｇｅ）によるゲル化時間の変化を示す図である（実施例６も参照のこと）。
【図９】生体適合性架橋ポリマー前駆体の濃度、および実施例７の４アーム１０ｋＤａカルボキシメチル−ヒドロキシブチレート−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルＰＥＧ（「ＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ」）求電子官能性ポリマーの溶液エージによるゲル化時間の変化を示す図である。
【図１０】実施例８の生体適合性架橋ポリマーについての濃度による分解時間の変化を示す図である。
【図１１】トリリシン（ＬＬＬ）の化学構造を示す図である。
【図１２】トリスの化学構造を示す図である。
【図１３】実施例１３にさらに記載されている、ＬＬＬ−トリスヒドロゲルにおけるトリス含有量の関数としてのヒドロゲルのゲル化時間の一例のグラフである。
【図１４】実施例１３にさらに記載されている、ＬＬＬ−トリスヒドロゲルにおけるトリス含有量の関数としてのヒドロゲルの膨潤のグラフである。
【図１５】実施例１３にさらに記載されている、ＬＬＬ−トリスヒドロゲルにおけるトリス含有量の関数としてのヒドロゲルの分解のグラフである。
【図１６】実施例１３にさらに記載されている、ＬＬＬ−トリスヒドロゲルにおけるトリス含有量の関数としてのヒドロゲルのモジュラスのグラフである。
【図１７】実施例１５にさらに記載されているトリス系ヒドロゲルの分解のグラフである。
【図１８】実施例１５にさらに記載されているＬＬＬ系ヒドロゲルの分解のグラフである。
【図１９】ポリエチレングリコールおよびＮＨＳエステルで製造された求電子試薬である４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳを示す図である。
【図２０】ポリエチレングリコールおよびＮＨＳで製造された４アームスクシンイミジルグルタレートである４ａＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳを示す図である。
【図２１】ジリシン（ＬＬまたはＬｙｓ−Ｌｙｓ）で形成されたヒドロゲルの分解を示す図である（実施例１６も参照のこと）。
【図２２】固体濃度の関数としてのジリシン（ＬＬまたはＬｙｓ−Ｌｙｓ）で形成されたヒドロゲルのゲル化時間を示す図である（実施例１６も参照のこと）。
【図２３】固体濃度の関数としてのジリシン（ＬＬまたはＬｙｓ−Ｌｙｓ）で形成されたヒドロゲルの膨潤を示す図である（実施例１６も参照のこと）。
【図２４】ジリシン（ＬＬまたはＬｙｓ−Ｌｙｓ）で製造されたヒドロゲルについてのゲル化時間に対する求電子試薬のポットライフの影響を示す図である（実施例１６も参照のこと）。
【図２５】スペルミジンについての化学構造を示す図である。
【図２６】スペルミンについての化学構造を示す図である。
【図２７】オルニチンについての化学構造を示す図である。
【図２８】ジリシン（ＬＬまたはＬｙｓ−Ｌｙｓ）についての化学構造を示す図である。
【図２９】求核試薬ごとの反応性アミンの数の関数としてのゲル化時間の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３０】求核試薬ごとの反応性アミンの数の関数としての膨潤の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３１】求核試薬ごとの反応性アミンの数の関数としての分解時間の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３２】ｐＨの関数としてのゲル化時間の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３３】ｐＨの関数としての膨潤の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３４】ｐＨの関数としての分解の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３５】固形分の関数としてのゲル化時間および求電子ポットライフの棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３６】固形分含量の関数としての膨潤の棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３７】固形分の関数としての分解および求電子ポットライフの棒グラフである（実施例１７も参照のこと）。
【図３８】ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）の化学構造を示す図である。
【図３９】アミン含有量の関数としてプロットした、ＬＵＰＡＳＯＬ（登録商標）、トリス、ＬＬＬまたはスペルミジンで製造されたヒドロゲルについてのゲル化時間の棒グラフである（実施例１８も参照のこと）
【図４０】様々なヒドロゲルについての膨潤の棒グラフである（実施例１８も参照のこと）。
【図４１】様々なヒドロゲルについての分解時間の棒グラフである（実施例１８も参照のこと）。
【図４２】求電子試薬、即ちアミンの固体含量、ｐＨおよび化学量論組成の関数としてのゲル化時間とポットライフとの関係を示す図である（実施例１９も参照のこと）。
【図４３】求電子試薬、即ちアミンの膨潤と固体含量、ｐＨおよび化学量論組成との関係を示す図である（実施例１９も参照のこと）。
【図４４】求電子試薬、即ちアミンの分解と固体含量、ｐＨおよび化学量論組成との関係を示す図である（実施例１９も参照のこと）。
【図４５】求電子試薬、即ちアミンのモジュラスと固体含量、ｐＨおよび化学量論組成との関係を示す図である（実施例１９も参照のこと）。
【図４６】低分子量アミンと混合された多重腕求電子試薬から製造されたヒドロゲルの分解性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
患者でのヒドロゲルインプラントの分解速度は、ヒドロゲルの重要な側面である。多くの適用例では、容易に分解可能なヒドロゲルを作製することが望ましいこともある。さらに、多くの適用例では、その分解性が予測可能になるように、ヒドロゲルを配合することが望ましいことがある。本開示は、予測可能な分解プロファイルを有する容易に分解可能なヒドロゲルを対象とする実施形態を提供する。これらの容易に分解可能なヒドロゲルは、多数の用途を有することがある。ある実施形態では、このヒドロゲルをポリープまたはポリープの粘膜下組織に導入して、ポリープ切除術中のポリープ除去を促進するように利用することができる。
【００７３】
これまで、生分解性インプラントは、ポリラクチドおよび／またはポリグリコリド、あるいは連続したエステルを有するその他のポリマーで作製していた。これらのエステルは水中で分解し、そのプロセスは加水分解と呼はれる。ポリグリコリドは一般に、数カ月以内に患者の体内に吸収されるのに対し、ポリラクチドは、より長い時間を要する。ポリラクチドは、一般に構造が結晶質であるポリ−Ｌ−ラクチドと、一般に非晶質であるポリ−ＤＬ−ラクチドとを含む。結晶質構造は、よりゆっくりと水和するので、よりゆっくりと再吸収される。これらのポリマーは、一般的に言えば数カ月のタイムスパンで分解するので、これらの材料を使用して、容易に分解可能なインプラントを作製することは難しい。
【００７４】
１群のエステル中の第１のエステルが加水分解する平均時間は、たった１つのエステルで必要とされる時間よりも短いはずなので、通常、ポリエステルが、孤立エステルよりも素早く分解することが通常、予測されよう。言い換えれば、エステルが水中で加水分解するのに１から３日を要するとした場合、１０個のエステルのうちの１個は、単一エステルのうちの１個が加水分解前に、加水分解する可能性が高い。したがって、多数の隣接するエステルを有するポリマーは、同数の孤立エステルを有するポリマーまたはより少数の孤立エステルを有するポリマーよりも素早く分解することは通常、予測されよう。したがって、孤立エステルを使用して作製されたヒドロゲルが、多数の隣接するエステルで作製されたヒドロゲルが容易に分解しない状況下で、容易に分解可能であるとは予測されない。
【００７５】
しかし、本明細書に記述されるある実施形態は、孤立エステルを有するポリマーおよび低分子量アミンの組合せから作製された、容易に分解するヒドロゲルを含む。本明細書で使用される「孤立エステル」という用語は、別のエステルに隣接していないエステルである。本明細書で使用される「低分子量アミン」という用語は、少なくとも２個の第１級アミン基を有し、分子量が約１０００未満の分子である。いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、ヒドロゲル中に存在する未反応の第１級アミンは、孤立エステルの隣の領域における水の塩基度を高め、したがってそれらの加水分解が加速されると考えられる。さらに、または代わりに、長さの短い低分子量アミンによって生成されたポリマーの張力は、分解を加速させる働きをすることができる。
【００７６】
体内でのゲルまたはヒドロゲルの使用の、あるいは様々なその他の使用のための、様々な例は、例えば、米国特許第６，０２０，３２６号、第５，８７４，５００号、第５，８１４，６２１号、第５，６０５，９３８号、第５，５２７，８５６号、第５，５５０，１８８号、第４，４１４，９７６号、第４，４２７，６５１号、および第４，９２５，６７７号に記載されており；これらのそれぞれの開示全体は、本明細書に明白に開示される内容と矛盾しない程度まで、本明細書に参考として援用される。
【００７７】
本開示によれば、孤立エステルは、容易に分解可能であり得るヒドロゲルを形成するのに、利用できる。容易に分解可能とは、機械的強度が本質的に完全に失われることによって示されるように、約６カ月未満以内にほぼ完全に分解することを意味する。さらに、ある組成物および方法での低分子量アミンの使用は、先に予測も理解もされていなかった予期せぬ結果をもたらした。
【００７８】
低分子量アミンの組合せの使用の一側面は、意外なことに、ほぼ線形の分解プロファイルを有することである。図４６を参照すると、低分子量アミン、例えばトリスおよびトリリシンの混合物で作製されたヒドロゲルの分解時間は、低分子量アミンの相対量に応じてほぼ線形である。予測可能な分解速度は、ある時間窓内での分解を要するデバイスおよび材料を設計するのに、役立てることができる。
【００７９】
本開示によれば、孤立エステルは、容易に分解可能な材料を作製するのに利用することができる。複数の低分子量アミンも、容易に分解可能なヒドロゲルを作製するのに利用することができる。インビトロでのゲル化時間消失試験は、当業者が分解を測定するのに使用することができる手順について述べている実施例１３に記載されているように、インビボでの分解性を近似するのに使用することができる。６カ月未満で分解する、容易に分解可能なゲルの実施形態は、約１日から約６カ月のゲル分解時間、１日から６カ月の間のいかなる分解時間も含むものが考えられる。
【００８０】
孤立エステルを有するヒドロゲルを作製するためには、少なくとも２つの低分子量アミンと少なくとも１つの孤立エステルを有するポリマーとの組合せが、分解可能なゲルの作製に特に有効と考えられる。例えば、実施例１３は、トリスおよびトリリシンの組合せが、トリリシンのみを有する配合物に比べてゲル化および分解速度を加速させることを示す（図１３〜１５）。
【００８１】
孤立エステル前駆体と併せて低分子量アミンを使用するための詳細な方法および手順を、本明細書に記述する。例えば図１７および１８（実施例１４および１５）は、インビボで、低分子量アミントリリシンまたはトリスとトリリシンとの組合せを使用して作製された孤立エステルのヒドロゲルが、持続することを示す。図２１〜２３（実施例１６）に示すように、ジリシンを使用して作製された孤立エステルヒドロゲルの性質も試験された。多数の低分子量アミンを実施例１７および１８で使用して、孤立エステルを含有するヒドロゲルを作製した（図１１、１２、２５〜３９）。固形分含量、ｐＨ、ポットライフ、膨潤、分解、ゲル化時間、および係数に関する側面は、これらの実施例に記載されている。実施例１９は、低分子量アミンを孤立エステルと併せた組合せを使用する、予測可能な分解性を有するヒドロゲルを維持する詳細な例を提供する（図４２〜４５）。実施例２０および２１は孤立エステルを有する様々な求電子物質と併せて低分子量アミンジリシンを含む、詳細な研究について述べている。
【００８２】
本開示の実施形態は、混合物、または、求核官能基を有する親水性反応性前駆体種と求電子官能基を有する親水性反応性前駆体種と混合する方法であって、これらが患者の組織との接触後に素早く架橋する混合物を形成して、組織を被覆し組織に付着する生分解性ヒドロゲルを形成するようにする方法を含む。これは、混合後に素早く架橋する反応性前駆体種を作製することによって、実現することができる。親水性反応性前駆体種は、組織に接触したときに容易に混合し流動する低粘度溶液が得られるように、緩衝水に溶解することができる。この前駆体種は、組織全体を流動するときに、隆起、隙間、および分子の滑らかさからのあらゆる逸脱など、組織の小さな特徴の形状に順応する。反応性前駆体種の架橋が遅すぎる場合、これらは組織から流出し、身体のその他の部分に流れ去り、その結果、使用者は所望の組織上にヒドロゲルを局在化させることができなくなる。本開示の組成物を特定の動作理論に限定するものではないが、組織表面と接触した後に素早く架橋する反応性前駆体種は、コーティングされた組織に機械的に連結された３次元構造を形成することになると考えられる。この連結は、接着性、密接な接触、および組織の被覆領域の本質的に連続した被覆範囲に寄与する。
【００８３】
例えば卵巣の周りまたは腸の周囲などの必要とされる患者の部分に、使用者がヒドロゲルを置くことができなければならないので、接着性は、例えば癒着の予防のためにコーティングを必要とする医学的適用例に重要である。付着性は、ポリープの第１の部分が除去された後に漏れが最小限に抑えられるように、ポリープまたはポリープに隣接する粘膜下組織にヒドロゲルを配置するのにも重要である。さらに、ヒドロゲルは、意図される組織の上または内部にあり続けるべきである。ヒドロゲルは、組織に対して良好な接着性を有し、外科用の糊または接着剤がこれまで使用されてきたすべての適用例で、有用である。例えば、ポリープ切除術中のポリープ除去を促進させるポリープ内への導入は、患者の組織、例えばポリープまたはポリープの粘膜下組織に接触した後に素早く架橋する混合物が形成され、粘膜下組織表面からポリープを隆起させるヒドロゲルが形成されるように、求電子官能基を有する親水性反応性前駆体種と混合する求核官能基を有する反応性前駆体種を使用することによって、本明細書に記述される反応性前駆体種の組合せを用いて実現することができる。
【００８４】
適切な架橋時間は、種々の適用例ごとに異なる。ほとんどの適用例で、ゲル化をもたらす架橋反応は約１０分以内に生じることができ、ある実施形態では約２分以内であり、その他の実施形態では約１０秒以内である。生体内でヒドロゲルおよび／またはその成分を導入するための方法には、例えば、米国特許第６，１７９，８６２号；第６，１６５，２０１号；第６，１５２，９４３号；および第６，６１０，０３３号に開示されているものが含まれ、これらのそれぞれの開示全体は、明白に開示される内容と矛盾しない程度まで、本明細書に参考として援用される。ポリープまたはポリープに隣接する粘膜下組織の場合、ゲル化に適切な時間は約５秒から約９０秒でよく、ある実施形態では約１０秒から約３０秒である。
【００８５】
官能基
各前駆体は多官能性でよく、１個の前駆体上の求核官能基が別の前駆体上の求電子官能基と反応して、共有結合を形成できるように２個以上の求電子または求核官能基を含むことを意味する。前駆体の少なくとも１個は、２個を超える官能基を含み、したがって、求電子−求核反応の結果、複数の前駆体が結合して架橋ポリマー生成物を形成する。そのような反応を、「架橋反応」と呼ぶことができる。
【００８６】
ある実施形態では、各前駆体は、求核および求電子前駆体の両方が架橋反応で使用される限り、求核官能基のみまたは求電子官能基のみ含む。このように、例えば架橋剤が、アミンなどの求核官能基を有する場合、官能性ポリマーは、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドなどの求電子官能基を有してよい。一方、架橋剤が、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはスルホスクシンイミドなどの求電子官能基を有する場合、官能性ポリマーは、アミンまたはチオールなどの求核官能基を有してよい。このように、タンパク質、ポリ（アリルアミン）、またはアミン末端ジまたは多官能性ポリ（エチレングリコール）（「ＰＥＧ」）などの官能性ポリマーを、使用することができる。
【００８７】
低分子量アミン前駆体およびヒドロゲル
いくつかの実施形態は、架橋剤としての低分子量アミンの使用を含む。そのような低分子量アミンは、少なくとも２つの第１級アミンおよび約１０００未満の分子量を有してよい。そのような低分子量アミンの例には、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、およびトリスが含まれる。２００２年のＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔａｌｏｇに記述される命名法に従い、その他のそのような例には、オルニチン、スペルミン、スペルミジン、尿素、グアニジン、ジアムニオピメリン酸（ｄｉａｍｎｉｏｐｉｍｅｌｉｃ  ａｃｉｄ）、ジアミノ酪酸、メチルオルニチン、ジアミノプロピオン酸、シスチン、ランチオニン、シスタミン、トリオキサトリデカンジアミン、シクロヘキサンビス（メチルアミン）、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、メチレンビス（メチルシクロヘキサミン）、ジアミノシクロヘキサン、ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ジアミノメチルジプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（アミノプロピル）エチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、ビス（アミノプロピル）プロパンジアミン、ジアムニオメチルプロパン（ｄｉａｍｎｉｏｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐａｎｅ）、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，３−ジアミノペンタン、ジメチルプロパンジアミン、２，２−ジメチル１，３−プロパンジアミン、メチルペンタンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、ジアミノノナン、ジアミノデカン、およびジアミノドデカンなどが含まれる。
【００８８】
低分子量アミンは、これらを、本明細書に記述されるような適切な求電子物質と組み合わせることによって、ヒドロゲルを作製するのに使用してもよい。２つの第１級アミンのみ有する低分子量アミンは、架橋ヒドロゲルを実現するために、通常は、少なくとも３個のアームを有する求電子物質と組み合わせる必要があろう。低分子量アミンは、マルチアーム付きポリエチレングリコールを含めた、本明細書に記述されるその他の求核物質と組み合わせて使用してもよい。例えばトリスは、ジリシン、トリリシン、テトラリシン、またはその他の低分子量アミンと組み合わせてよい。少なくとも１つの低分子量アミンの組合せが企図され、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の組合せが含まれる。本明細書に記述されるタンパク質、分解性ポリマー、およびその他の材料を有する低分子量アミンの組合せも、企図される。
【００８９】
そのようなゲルをどのように生成するかの例には、例えば、米国特許第７，３４７，８５０号、第７，３３２，５６６号、第７，００９，０３４号、および第６，５６６，４０６号に開示されているものが含まれ、これらそれぞれの開示全体は、本明細書に参考として援用される。
【００９０】
水溶性コア
前駆体は、生物学的に不活性な水溶性のコアを有してよい。コアが水溶性のポリマー領域である場合、使用することができる適切なポリマーには、ポリエーテル、例えば、ポリエチレングリコール（「ＰＥＧ」）、ポリエチレンオキシド（「ＰＥＯ」）、ポリエチレンオキシド−ｃｏ−ポリプロピレンオキシド（「ＰＰＯ」）、ｃｏ−ポリエチレンオキシドブロックまたはランダムコポリマー、およびポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）などのポリアルキレンオキシド；ポリ（ビニルピロリドン）（「ＰＶＰ」）；ポリ（アミノ酸）；デキストラン；およびアルブミンなどのタンパク質が含まれる。ポリエチレングリコールを含めたポリ（オキシアルキレン）などのポリエーテルは、いくつかの実施形態で適切である可能性がある。コアが、分子の性質の中で小さい場合、様々な親水性官能基のいずれかを使用して、前駆体を水溶性にすることができる。例えば、水溶性であってもよいヒドロキシル、アミン、スルホネート、およびカルボキシレートなどの官能基を使用して、前駆体を水溶性にすることができる。さらに、スバリン酸のＮ−ヒドロキシスクシンイミド（「ＮＨＳ」）エステルは、水に不溶であるが、スクシンイミド環にスルホネート基を添加することによって、スバリン酸のＮＨＳエステルを、アミン基に対するその反応性に影響を与えることなく水溶性にすることができる。
【００９１】
生分解性結合
生体適合性架橋ポリマーが生分解性または吸収性であることが望まれる場合、官能基間に存在する生分解性結合を有する１種または複数の前駆体を使用することができる。生分解性結合は、前駆体の１種または複数の水溶性コアとして働くことができる。代替例において、またはさらに、これらの間での反応生成物が生分解性結合をもたらすように前駆体の官能基を選択してもよい。手法ごとに、得られる生分解性の生体適合性架橋ポリマーが所望の時間で分解するようにまたは吸収されるように、生分解性結合を選択してもよい。ある実施形態では、生理学的条件下で無毒性生成物に分解する生分解性結合を選択してもよい。
【００９２】
生分解性結合は、小分子架橋剤、官能性ポリマー、またはこれら両方の成分からなるものであってよい。ある実施形態では、小分子架橋剤の官能基と官能性ポリマーの官能基との反応は、生分解性結合の形成をもたらすことができる。生分解性結合は、化学的にまたは酵素的に加水分解可能または吸収可能であってよい。例示的な化学的に加水分解可能な生分解性結合には、グリコリド、ジ−ラクチド、１−ラクチド、カプロラクトン、ジオキサノン、およびトリメチレンカーボネートのポリマー、コポリマー、およびオリゴマーが含まれる。利用することができる別の化学的に加水分解可能な生分解性結合は、孤立エステル基である。先に述べたように、孤立エステル基は、別のエステル基に隣接していないエステル基である。これとは対照的に、例えばグリコリドおよびラクチドのポリマーおよびオリゴマーは、互いに隣接するエステル基を有する。孤立エステル基の挙動は、加水分解の状況において、非孤立エステルの場合とは明らかに異なり得る。利用することができる追加の例示的な生分解性結合には、ポリ（ヒドロキシ酸）、ポリ（オルトカーボネート）、ポリ（無水物）、ポリ（ラクトン）、ポリ（アミノ酸）、ポリ（カーボネート）、およびポリ（ホスホネート）のポリマーおよびコポリマーが含まれる。
【００９３】
例示的な酵素的生分解性結合には、プロテアーゼ、メタロプロテイナーゼ、およびコラゲナーゼによって切断可能なペプチド性結合が含まれる。酵素によるポリマーの切断とは、酵素が、ポリマー内の特定の化学基に対し、ほとんどのその他の化学基に対するよりも高い選択性または親和性を有することを意味する。これとは対照的に、いくつかの酵素は、特異性をほとんど示さない化学物質を分泌し、例えば接触する材料を分解するラジカルを分泌する酵素である。さらにほとんどのタンパク質が酵素分解を受け易い特定の配列を有しているので、タンパク質は、一般に酵素で切断可能と見なすことができる。これとは対照的に、酵素分解に対して耐性のあるヒドロゲルは、メタロプロテイナーゼおよびコラゲナーゼを含めた酵素によって切断することができる結合を含まない。
【００９４】
生分解性結合は、ヒドロゲルが容易に分解できるように選択することができる。ヒドロゲルが実質的に分解されることを決定する１つの方法は、実施例１３に記述されるようにインビトロの分解試験を行うことある。これらの試験は一般に、図４６に示される実施例１３、１５、および１７に示されるように、動物での分解に関して予測的である。図４６は、トリリシンをベースにしたヒドロゲルの生体外分解が、インビトロでは約４０日であり、インビボでは約３８日であることを示している。このように、例えばヒドロゲルは、加水分解により分解可能なエステル基を有し、酵素によって分解可能でありまたは加水分解によって分解するその他の基は含まないポリマーのみを使用して作製することができる。その他の実施形態は、生分解性結合として、孤立した加水分解により分解可能なエステル基を使用して作製されたヒドロゲルを含む。本明細書で使用される「加水分解により分解可能なエステル基」という用語は、水溶液中で自発的に分解するエステル基を意味し、そのようなエステルは、約３７℃で保持した場合、酵素または細菌を含まない水中でインビトロで加水分解される。ある実施形態では、材料は、裸眼で観察するには小さすぎる成分にまたは水溶液中に溶解するのに十分小さい成分に分解する可能性があり、その結果、材料は、水に曝されたときに経時的に消失するように思われる。
【００９５】
可視化剤
都合良い場合、生体適合性架橋ポリマー、前駆体溶液、またはこれらの両方は、外科処置中の視認性を改善する可視化剤を含有してよい。可視化剤は、数ある理由の中でもカラーモニタにおけるその高い視認性のために、ＭＩＳ処置で使用する場合に特に役立てることができる。可視化剤は、ＦＤ＆Ｃ  ＢＬＵＥ染料３および６、エオシン、メチレンブルー、インドシアニングリーン、または合成外科縫合糸に通常見出される着色染料など、医療用の埋込み型医療デバイスでの使用に適切な様々な無毒性着色物質のいずれかの中から選択してよい。ある実施形態では、緑や青などの色が望ましいことがあり、血液の存在下またはピンクもしくは白の組織背景で、より良好な視認性を有することがある。例えば、色が赤である非常に血管が発達した組織上で使用する場合、赤は視覚化するのが難しくなる可能性がある。しかし下にある組織が白である場合、赤は適切と考えられる。
【００９６】
可視化剤は、どちらかの反応性前駆体種、例えば架橋剤または官能性ポリマー溶液と共に存在させてよい。着色物質は、ヒドロゲルに化学的に結合しても結合しなくてもよい。可視化剤は少量で使用してよく、ある実施形態では約１重量／体積％未満であり、その他の実施形態では約０．０１重量／体積％未満であり、さらにその他の実施形態では約０．００１重量／体積％未満の濃度である。
【００９７】
蛍光（例えば、可視光下で緑または黄色の蛍光）化合物（例えば、フルオレセインまたはエオシン）、ｘ線撮像装置下で視覚化するためのｘ線造影剤（例えば、ヨード化化合物）、超音波造影剤、またはＭＲＩ造影剤（例えば、ガドリニウム含有化合物）など、追加の可視化剤を使用してもよい。
【００９８】
可視化剤を使用して、使用者が適用したヒドロゲルの厚さを測定することを可能にする。可視化剤は、ヒトの眼に見える色、例えば使用者によって視覚的に検出され、またはビデオカメラによって検出され、さらに使用者によって観察されるビデオスクリーンに中継される色を与える剤であってよい。
【００９９】
約４００から７５０ｎｍの光の波長は、ヒトが色として観察することができる（Ｒ．Ｋ．  Ｈｏｂｂｌｅ、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、第２版、３７１〜３７３頁）。青色は、眼が主に波長約４５０から５００ｎｍの光を受けたときに認識され、緑は約５００から５７０ｎｍ（同上）で認識される。したがって、物体の色は、反射または放出される光の主波長によって決定される。さらに、眼は赤または緑または青を検出するので、ヒトの眼によって望まれる色であると認識されるある比率の赤、緑、および青をヒトの眼に単に受光させることによって、これらの色の組合せを使用して任意のその他の色をシミュレートすることができる。組織および血液の背景色がほぼ赤であるために、青および緑の可視化剤は、その場（ｉｎ  ｓｉｔｕ）での架橋を観察するときに最も容易に眼に見えるので、有用と考えられる。本明細書で使用される青色は、約４５０から５００ｎｍの波長によって刺激を受けた正常なヒトの眼によって認識される色を意味し、本明細書で使用される緑色は、約５００から５７０ｎｍの波長によって刺激を受けた正常なヒトの眼によって認識された色を意味する。
【０１００】
可視化剤の使用は、ヒドロゲルがポリープまたはポリープの粘膜下組織に導入されるときに用いられる。ヒドロゲルは、前駆体が基質表面、即ちポリープまたはポリープの粘膜下組織に接触した後に架橋するときに形成され、それによってヒドロゲル前駆体が混合されかつポリープの形状に適合することが可能になる。
【０１０１】
ある実施形態では、患者の組織上で使用される本開示のヒドロゲルは、水、生体適合性可視化剤、および組織との接触後にヒドロゲルを形成する架橋親水性ポリマーを含んでいてよい。ヒドロゲルは、ポリープなどの組織の上または内部に形成される。可視化剤は、ヒドロゲルを適用している使用者がゲルを観察できるように、またポリープの一部が除去されたときにポリープ内のゲルを可視化できるように、ヒトの眼で検出可能な波長の光を反射しまたは放出する。
【０１０２】
いくつかの適切な生体適合性可視化剤には、ＦＤ＆Ｃ  ＢＬＵＥ  ＃１、ＦＤ＆Ｃ  ＢＬＵＥ  ＃２、およびメチレンブルーが含まれる。これらの剤は、最終的な求電子−求核反応性前駆体種混合物中に、約０．０５ｍｇ／ｍｌ超の濃度で、約０．１から約１２ｍｇ／ｍｌの濃度で、ある実施形態では約０．１から約４ｍｇ／ｍｌの濃度で存在してよいが、可視化剤の溶解度の限界に至るまで、さらに高い濃度も場合によっては使用してもよい。可視化剤は、蛍光分子でもよい。
【０１０３】
架橋反応
架橋反応は、生理学的条件下で水溶液中で引き起こすことができる。ある実施形態では、架橋反応を「その場」で引き起こすことができ、即ちこの反応は、ポリープおよびポリープに隣接する粘膜下組織を含めた、生きている動物またはヒトの身体の器官または組織の上または内部など、局所部位で生ずることを意味する。ある実施形態では、架橋反応は、重合熱を放出しない。ゲル化をもたらす架橋反応は、約１０分以内で、ある実施形態では約２分以内で、その他の実施形態では約１分以内で、さらにその他の実施形態では約３０秒以内で引き起こすことができる。いくつかの実施形態では、本開示の生体適合性架橋ポリマーの形成は、ゲル化時間測定によって測定して、約４５秒以内で引き起こすことができる。
【０１０４】
アルコールやカルボン酸などのある官能基は、通常、生理学的条件下（例えば、ｐＨ７．２〜１１、３７℃）でアミンなどのその他の官能基と反応しない。しかし、このような官能基は、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドなどの活性化基を使用することによって、より反応性を高くすることができる。このような官能基を活性化するためのいくつかの方法は、当業者の範囲内である。適切な活性化基には、カルボニルジイミダゾール、塩化スルホニル、アリールハロゲン化物、スルホスクシンイミジルエステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル、スクシンイミジルエステル、エポキシド、アルデヒド、マレイミド、およびイミドエステルなどが含まれる。ある実施形態では、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミド基を、タンパク質またはアミノ末端ポリエチレングリコール（「ＡＰＥＧ」）などのアミン官能化ポリマーの架橋のために利用することができる。
【０１０５】
図１から５は、適切な架橋剤および官能性ポリマーの様々な実施形態を例示する。図１は、分解性求電子架橋剤または官能性ポリマーの、可能性のある構成を示す。生分解性領域は、
【０１０６】
【化１】
2010017548.tif 000003
によって表され；官能基は
【０１０７】
【化２】
2010017548.tif 000004
によって表され、不活性水溶性コアは
【０１０８】
【化３】
2010017548.tif 000005
によって表される。架橋剤では、中心コアが水溶性の小分子であり、官能性ポリマーでは、中心コアが天然または合成由来の水溶性ポリマーである。
【０１０９】
図１の構造Ａが官能性ポリマーである場合、これは線状水溶性および生分解性の官能性ポリマーであり、その末端が２個の官能基（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、またはＮＨＳ、エポキシド、あるいは同様の反応性基）でキャップされたポリマーである。水溶性コアは、ポリアルキレンオキシドであってよく、例えばポリエチレングリコールブロックコポリマーであり、このコアと各末端官能基との間の少なくとも１つの生分解性結合により伸長される。生分解性結合は、ポリヒドロキシ酸やポリラクトンなどの吸収性ポリマーの単結合またはコポリマーまたはホモポリマーであってよい。
【０１１０】
図１の構造Ｂが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、中心に不活性ポリマーを有する分岐状または星形の生分解性官能性ポリマーである。不活性な水溶性のコアは、反応性官能基で終端していてもよいオリゴマー生分解性伸長部で、終端していてもよい。
【０１１１】
図１の構造ＣおよびＤは、官能性ポリマーであり、これらは多官能性の４アームの生分解性官能性ポリマーであってもよい。このポリマーはやはり、中心に水溶性コアを有しており、このコアは、４アームの４官能性ポリエチレングリコール（構造Ｃ）またはＴＥＴＲＯＮＩＣ  ９０８などのＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯのブロックコポリマー（構造Ｄ）であり、少なくとも１種の生分解性ポリマーの小オリゴマー伸長部により伸長されて水溶性が維持されており、ＣＤＩやＮＨＳなどの反応性官能性末端基で終端している。
【０１１２】
図１の構造Ｅが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、多官能性の星またはグラフト型生分解性ポリマーである。このポリマーは、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、またはポリ（ビニルピロリジノン）などの水溶性ポリマーを中心に有しており、生分解性ポリマーで完全にまたは部分的に伸長されている。生分解性ポリマーは、反応性末端基で終端している。
【０１１３】
図１の構造Ａ〜Ｅは、ポリマーコアを有する必要はなく、小分子架橋剤であってもよい。その場合、コアは、エトキシ化グリセロール、イノシトール、トリメチロールプロパンなどの小分子を含んで、結果的に架橋剤を形成してもよい。さらに、図１の構造Ａ〜Ｅは、ポリマー生分解性伸長部を有する必要はなく、生分解性伸長部は、スクシネートもしくはグルタレートのような小分子、またはグリコレート／２−ヒドロキシブチレートもしくはグリコレート／４−ヒドロキシプロリンなどの２種以上のエステルの組合せを含んでよい。４−ヒドロキシプロリンのダイマーまたはトリマーは、分解性を高めるためだけではなく、ヒドロキシプロリン部分の一部であってもよいペンダント第１級アミンを介して、求核官能基反応部位を追えるために使用してもよい。
【０１１４】
得られる官能性ポリマーが、低い組織毒性、水溶性、および求核官能基との反応性といった性質を有する限り、図１の構造Ａ〜Ｅのコア、生分解性結合、および末端求電子基のその他の変形例を構成することができる。
【０１１５】
図２は、求核生分解性水溶性架橋剤、および求電子官能性ポリマーと共に使用するのに適した官能性ポリマー、ならびに本明細書で記述される架橋剤の、様々な実施形態を示す。生分解性領域は、
【０１１６】
【化４】
2010017548.tif 000006
によって表され；官能基は、
【０１１７】
【化５】
2010017548.tif 000007
によって表され；不活性水溶性コアは、
【０１１８】
【化６】
2010017548.tif 000008
によって表される。架橋剤の場合、中心コアは水溶性小分子であり、官能性ポリマーの場合、中心コアは天然または合成由来の水溶性ポリマーである。図２の構造Ｆが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、第１級アミンのような反応性官能基で終端している線状水溶性生分解性ポリマーである。線状水溶性コアは、ポリヒドロキシ酸またはポリラクトンのコポリマーまたはホモポリマーであってもよい生分解性領域で伸長された、ポリエチレングリコールブロックコポリマーなどのポリアルキレンオキシドであってよい。この生分解性ポリマーは、第１級アミンで終端していてもよい。図２の構造Ｇが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、中心に不活性ポリマーを有する分岐状または星形の生分解性ポリマーである。不活性ポリマーは、反応性官能基で終端していてもよい単一またはオリゴマー生分解性伸長部で、伸長していてもよい。図２の構造ＨおよびＩが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、多官能性の４アームの生分解性ポリマーである。これらのポリマーはやはり、その中心に水溶性コアを有し、これらは、水溶性を維持するために生分解性ポリマーの小オリゴマー伸長部で伸長されておりかつアミンやチオールなどの官能基で終端している、４アーム４官能性ポリエチレングリコール（構造Ｈ）またはＴＥＴＲＯＮＩＣ  ９０８などのＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯのブロックコポリマー（構造Ｉ）であってもよい。
【０１１９】
図２の構造Ｊが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、多官能性の星またはグラフト型生分解性ポリマーである。このポリマーは、生分解性ポリマーで完全にまたは部分的に伸長されていてもよいポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、またはポリ（ビニルピロリジノン）のような水溶性ポリマーを中心に有する。生分解性ポリマーは、反応性末端基で終端させてもよい。図２の構造Ｆ〜Ｊは、ポリマーコアを有する必要がなく、小分子架橋剤であってよい。その場合、コアは、結果的に架橋剤が形成されるように、エトキシ化グリセロール、イノシトール、およびトリメチロールプロパンのような小分子を含んでよい。図２の得られる官能性ポリマーが低い組織毒性、水溶性、および求電子官能基に対する反応性という性質を有する限り、構造Ｆ〜Ｊのコア、生分解性結合、および末端求核官能基のその他の変形例を構成することができる。
【０１２０】
図３は、コアが生分解性である水溶性求電子架橋剤または官能性ポリマーの構成を例示する。生分解性領域は、
【０１２１】
【化７】
2010017548.tif 000009
によって表され、官能基は、
【０１２２】
【化８】
2010017548.tif 000010
によって表される。生分解性コアは、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル（「ＳＮＨＳ」）やＮ−ヒドロキシエトキシ化スクシンイミドエステル（「ＥＮＨＳ」）などの水溶性でもある反応性官能基で終端していてもよい。図３の構造Ｋは、ＳＮＨＳまたはＥＮＨＳで終端している２官能性生分解性ポリマーまたはオリゴマーを示す。オリゴマーおよびポリマーは、水に不溶であるポリ（乳酸）などのポリ（ヒドロキシ酸）で作製してもよい。しかし、これらのオリゴマーまたはポリマーの末端カルボン酸基は、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル（「ＳＮＨＳ」）またはＮ−ヒドロキシエトキシ化スクシンイミドエステル（「ＥＮＨＳ」）で活性化することができる。スルホン酸の金属塩（ナトリウム塩など）のようなイオン性基またはスクシンイミド環上のポリエチレンオキシドのような非イオン性基は水溶性をもたらすのに対し、ＮＨＳエステルはアミンに対する化学反応性を提供する。スルホネート基（ナトリウム塩）またはスクシンイミド環上のエトキシ化基は、アミン基に対する反応性を大幅に阻害することなく、オリゴマーまたはポリマーを溶解する。図３の構造Ｌ〜Ｏは、末端ＳＮＨＳまたはＥＮＨＳ基を有する多分岐状またはグラフト型の構造を表す。コアは、コハク酸無水物やグルタル酸無水物などの無水物と反応させた、糖（キシリトール、エリスリトール）、グリセロール、および／またはトリメチロールプロパンのような様々な無毒性ポリヒドロキシ化合物を含むことができる。次いで得られた酸基をＳＮＨＳまたはＥＮＨＳ基で活性化して、水溶性架橋剤または官能性ポリマーを形成した。
【０１２３】
図４は、生分解性ではない様々な求核官能性ポリマーまたは架橋剤を例示する。求核官能基は、
【０１２４】
【化９】
2010017548.tif 000011
によって表すことができ、不活性水溶性コアは、
【０１２５】
【化１０】
2010017548.tif 000012
によって表すことができる。架橋剤の場合、中心コアは水溶性小分子であってよく、官能性ポリマーの場合、中心コアは、天然または合成由来の水溶性ポリマーであってよい。図４の構造Ｐが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、第１級アミンやチオールなどの反応性末端基で終端しているポリエチレングリコールなどの水溶性線状ポリマーであってよい。そのようなポリマーには、Ｓｉｇｍａ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）およびＳｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｈｕｎｔｓｖｉｌｌｅ、ＡＬ）から市販されているものが含まれる。いくつかのその他の適切な２官能性ポリマーには、アミン基で終端されたＰＬＵＲＯＮＩＣ  Ｆ６８などのＰＰＯ−ＰＥＯ−ＰＰＯブロックコポリマーが含まれる。ＰＬＵＲＯＮＩＣまたはＴＥＴＲＯＮＩＣポリマーは、末端ヒドロキシル基に利用可能である。ヒドロキシル基は、当業者の範囲内の方法によって、アミン基に変換されてもよい。図４の構造Ｑ〜Ｔは、末端アミン基を有する多官能性グラフトまたは分岐型水溶性コポリマーであってよい、官能性ポリマーを含む。図４の構造Ｐ〜Ｔは、ポリマーコアを有する必要がなく、小分子架橋剤であってもよい。その場合、コアは、結果的に架橋剤が形成されるように、エトキシ化グリセロール、イノシトール、トリメチロールプロパン、ジリシンなどのような小分子を含んでよい。低い組織毒性、水溶性、および求電子官能基との反応性といった性質が維持される限り、図４の構造Ｐ〜Ｔのコアおよび末端求核官能基のその他の変形例を用いることができる。
【０１２６】
図５は、生分解性ではない様々な求電子官能性ポリマーまたは架橋剤を例示する。求電子官能基は、
【０１２７】
【化１１】
2010017548.tif 000013
によって表され、不活性水溶性コアは、
【０１２８】
【化１２】
2010017548.tif 000014
によって表される。架橋剤の場合、中心コアは水溶性小分子であってよく、官能性ポリマーの場合、中心コアは、天然または合成由来の水溶性ポリマーであってよい。構造Ｕが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、ＮＨＳやエポキシドなどの、ポリエチレングリコール終端反応性末端基などの水溶性ポリマーであってよい。そのようなポリマーには、ＳｉｇｍａおよびＳｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓから市販されているものが含まれる。いくつかのその他の適切なポリマーには、ＮＨＳまたはＳＮＨＳ基で終端しているＰＬＵＲＯＮＩＣ  Ｆ６８などのＰＰＯ−ＰＥＯ−ＰＰＯブロックコポリマーが含まれる。上述のように、ＰＬＵＲＯＮＩＣまたはＴＥＴＲＯＮＩＣポリマーは、末端ヒドロキシ基を有するものが利用可能であってもよい。ヒドロキシル基は、コハク酸無水物と反応させることによって、酸基に変換されてもよい。末端酸基は、ＤＣＣの存在下でＮ−ヒドロキシスクシンイミドと反応して、ＮＨＳ活性化ＰＬＵＲＯＮＩＣポリマーを生成してもよい。構造Ｖ〜Ｙが官能性ポリマーの場合、このポリマーは、ＮＨＳなどの末端反応基で活性化された、多官能性グラフトまたは分岐型のＰＥＯまたはＰＥＯブロックコポリマー（ＴＥＴＲＯＮＩＣＳ）でよい。図５の構造Ｕ〜Ｙは、ポリマーコアを有する必要がなく、小分子架橋剤であってもよい。その場合、コアは、結果的に架橋剤が形成されるように、エトキシ化グリセロール、テトラグリセロール、ヘキサグリセロール、イノシトール、トリメチロールプロパン、ジリシンなどのような小分子を含んでよい。低い組織毒性、水溶性、および求電子官能基との反応性といった性質を維持できる限り、図５の構造Ｕ〜Ｙのコアおよび末端求核官能基のその他の変形例を用いることができる。
【０１２９】
図１〜５の構造Ａ〜Ｙの調製
図１〜５で構造Ａ〜Ｙとして例示されるポリマー架橋剤および官能性ポリマーは、様々な合成方法を使用して調製することができる。例示的な組成物には、表１に記載されるものが含まれる。
【０１３０】
【表１−１】
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【０１３１】
【表１−２】
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【０１３２】
【表１−３】
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【０１３３】
【表１−４】
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【表１−５】
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まず、図１および２の構造Ａ〜Ｊの生分解性結合は、コラゲナーゼなどの酵素によって認識され切断され得る特定の、二官能性または多官能性合成アミノ酸配列からなるものでよく、ペプチド合成分野の当業者の範囲内の方法を使用して、合成することができる。例えば、図１の構造Ａ〜Ｅは、適切なペプチド配列を構築するための出発材料として、カルボキシル、アミン、またはヒドロキシ末端ポリエチレングリコールを最初に使用することによって、得ることができる。ペプチド配列の末端は、コハク酸無水物と適切なアミノ酸とを反応させることによって、カルボン酸に変換することができる。生成した酸基は、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドとの反応によって、ＮＨＳエステルに変換することができる。
【０１３４】
図２に記載される官能性ポリマーは、様々な合成方法を使用して調製することができる。ある実施形態において、構造Ｆとして示されるポリマーは、２−エチルへキサン酸第１スズなどの適切な触媒の存在下、ＰＬＵＲＯＮＩＣ  Ｆ６８などのジヒドロキシ化合物により開始される環状ラクトンまたはカーボネートの開環重合によって、得ることができる。カプロラクトンとＰＬＵＲＯＮＩＣとのモル当量比は、水溶性が維持されるよう低分子量鎖伸長生成物を得るために、１０よりも低く維持される。得られたコポリマーの末端ヒドロキシル基は、当業者の範囲内の方法によって、アミンまたはチオールに変換することができる。
【０１３５】
ある実施形態において、ＰＬＵＲＯＮＩＣ−カプロラクトンコポリマーのヒドロキシル基は、塩化トレシルを使用して活性化することができる。次いで活性化した基をリシンと反応させて、リシン末端ＰＬＵＲＯＮＩＣ−カプロラクトンコポリマーを生成することができる。あるいは、アミンブロックリシン誘導体を、ＰＬＵＲＯＮＩＣ−カプロラクトンコポリマーのヒドロキシル基と反応させ、次いでアミン基を、適切な脱ブロック反応を使用して再生することができる。図２の構造Ｇ、Ｈ、Ｉ、およびＪは、オリゴヒドロキシ酸で伸長され、アミンまたはチオール基で終端している、水溶性コアを有する多官能性分岐状またはグラフト型のコポリマーであってよい。
【０１３６】
例えば、ある実施形態において、図２の構造Ｇとして例示される官能性ポリマーは、オクタン酸第１スズなどの適切な触媒の存在下、４アームテトラヒドロキシポリエチレングリコール（分子量１０，０００Ｄａ）などのテトラヒドロキシ化合物によって開始される、環状ラクトンまたはカーボネートの開環重合によって得ることができる。環状ラクトンまたはカーボネートとＰＥＧとのモル当量比は、低分子量伸長部を得るために、また水溶性を維持するために（環状ラクトンのポリマーは、一般に、ＰＥＧほど水溶性はない）、約１０よりも低く保たれる。あるいは、生分解性結合としてのヒドロキシ酸は、ペプチド合成分野の当業者の範囲内であるブロック／脱ブロックの化学を使用して、ＰＥＧ鎖に結合することができる。得られたコポリマーの末端ヒドロキシ基は、当業者の範囲内である様々な反応性基を使用して、活性化することができる。ＣＤＩ活性化の化学および塩化スルホニル活性化の化学について、参考としてその開示全体が本明細書に援用される米国特許第７，００９，０５６号の図６および７にそれぞれ示す。
【０１３７】
ある実施形態では、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを、いくつかの方法のいずれかによって合成することができる反応性基として利用してよい。例えば、ヒドロキシル基は、ピリジンまたはトリエチルアミンまたはジメチルアミノピリジン（「ＤＭＡＰ」）などの第３級アミンの存在下、コハク酸無水物などの無水物と反応させることによって、カルボン酸基に変換することができる。グルタル酸無水物、フタル酸無水物、およびマレイン酸無水物などのその他の無水物を使用してもよい。得られた末端カルボキシル基は、ジシクロヘキシルカルボジイミド（「ＤＣＣ」）の存在下、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドと反応させて、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（本明細書では、ＮＨＳ活性化と呼ぶ）を生成することができる。適切なＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを、図６に示す。
【０１３８】
ある実施形態では、構造Ｈとして示されるポリマーは、２−エチルヘキサン第１スズなどの触媒の存在下、４官能性ポリエチレングリコール（分子量  約２０００Ｄａ）などのテトラヒドロキシ化合物によって開始される、グリコリドまたはトリメチレンカーボネートの開環重合によって得られる。グリコリドとＰＥＧとのモル当量比は、低分子量伸長部が得られるように、約２から約１０に保持される。得られたコポリマーの末端ヒドロキシ基は、前述のリシンとの反応によって、アミン基に変換することができる。同様の実施形態は、適切な対応するポリオールから開始することによって構造Ｆ、Ｇ、Ｉ、およびＪを得るものと類似の合成鎖伸長戦略を使用して得ることができる。
【０１３９】
図３の構造Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、およびＯは、様々な合成方法を使用して作製することができる。ある実施形態では、図３の構造Ｌとして示されるポリマーは、２−エチルヘキサン酸などの触媒の存在下、グリセロールなどのトリヒドロキシ化合物による環状ラクトンの開環重合によって、得ることができる。環状ラクトンとグリセロールとのモル当量比は、２よりも低く保持され、したがって低分子量オリゴマーのみ得られる。低分子量オリゴマーエステルは、水に不溶である。得られたコポリマーの末端ヒドロキシ基は、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミド基を使用して、活性化することができる。これは、第３級アミンの存在下、コハク酸無水物などの無水物と反応させることによって、ヒドロキシ基をカルボン酸基に変換することにより実現される。得られた末端カルボキシ基は、スルホン化またはエトキシ化したＮＨＳエステルを生成するために、ジシクロヘキシルカルボジイミド（「ＤＣＣ」）の存在下、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシエトキシ化スクシンイミドと反応させてよい。スクシンイミド環上のスルホネートまたはＰＥＯ鎖は、オリゴエステルに水溶性をもたらす。
【０１４０】
前述の方法は、一般に、分子量が１０００未満の低分子量多分岐状オリゴエステルだけを可溶化するのに適用される。この方法の別の変形例では、様々な無毒性ポリヒドロキシ化合物、例えばエリスリトールおよび／またはキシリトールなどの糖を、第３級アミンの存在下でコハク酸無水物と反応させることができる。次いでコハク酸エリスリトールの末端カルボキシル基を、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドでエステル化することができる（図６）。同様の実施形態は、適切な出発材料から開始することによって構造ＫおよびＭ〜Ｏを得るものと類似の合成戦略を使用して得ることができる。
【０１４１】
構造Ｐ〜Ｒは、線状（構造Ｐ）または２−もしくは３−アーム分岐状ＰＥＧ（構造Ｑ、Ｒ）であってヒドロキシ末端基を有するような適切な出発材料を、リシンと反応させることによって合成することができ、したがってＰＥＧオリゴマーのアームは、アミン末端基でキャップされるようになる。構造Ｓは、ＰＥＧ、グリセロール、およびジイソシアネートから、多段階反応を使用して合成することができる。第１のステップでは、ＰＥＧジオールを、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート（「ＭＤＩ」）、メチレン−ビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）（「ＨＭＤＩ」）、またはヘキサメチレンジイソシアネート（「ＨＤＩ」）などの過剰なジイソシアネートと反応させてよい。精製後、得られたＰＥＧジイソシアネートを１滴ずつ、過剰なグリセロール、またはトリメチロールプロパン、またはその他のトリオールに添加し、完全に反応させる。ここでジオール末端基を有している精製された生成物を、再び過剰なジイソシアネートと反応させ、精製することにより、ＰＥＧ−テトラ−イソシアネートが得られる。この４官能性ＰＥＧを、引き続き過剰なＰＥＧジオールと反応させることにより、ＰＥＧジオールオリゴマーから合成された４アームＰＥＧが得られる。最終ステップでは、リシン末端基を前述のように組み込むことができる。
【０１４２】
構造Ｔは、下記のように合成することができる。最終的なポリアクリレートが水溶性になるように、ＰＥＧ−モノアクリレートおよびいくつかのその他のアクリレートまたはアクリレートの組合せのランダムコポリマーを合成することができる。その他のアクリレートには、限定するものではないが、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸、およびアクリルアミドが含まれる。所望に応じ、分子量を制御するために、条件を変えることができる。最終ステップでは、所望のアミノ化度を実現するのに適した量を使用して、アクリレートを、先に論じたようにリシンと反応させることができる。
【０１４３】
構造Ｕ〜Ｙを合成する１つの方法は、カルボキシレート末端基にカップリングするジシクロヘキシルカルボジイミドを使用することである。構造Ｕ〜Ｗでは、すべての末端基が効果的にカルボキシル化するように、適切なＰＥＧ−ジオール、−トリオール、または−テトラ−ヒドロキシ出発材料を、過剰のコハク酸無水物またはグルタル酸無水物と反応させることができる。構造ＸおよびＹは、構造ＳおよびＴで使用されるものと同様の手法で、ここで、例外として最後のステップではリシンによる末端キャップの代わりに、コハク酸無水物またはグルタル酸無水物による末端キャップを行う手法で、作製することができる。
【０１４４】
生体適合性ポリマーの調製
いくつかの生体適合性架橋ヒドロゲルは、図１から５に記載される架橋剤および官能性ポリマーを使用して、生成することができる。そのような生体適合性架橋ポリマーを生成するための、そのようなポリマーの例示的な組合せを表２に記載する。表２において、架橋剤官能基は、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステルを含み、官能性ポリマー官能基は、第１級アミンを含む。
【０１４５】
【表２】
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架橋するための反応条件は、官能基の性質に依存する可能性がある。例示的な反応は、約５から約１２のｐＨの緩衝水溶液中で実施することができる。適切な緩衝液は、ホウ酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ約１０）およびトリエタノールアミン緩衝液（ｐＨ約７）を含む。ｐＨが高いと、求電子−求核反応の速度が増大する。いくつかの実施形態では、エタノールやイソプロパノールなどの有機溶媒を添加して、反応速度を増大させまたは所与の配合物の粘度を調節することができる。
【０１４６】
本明細書に記述される合成架橋ゲルの多くは、特にポリマー中の孤立エステルの加水分解による生分解性領域の加水分解が原因で分解する。合成ペプチド配列を含有するゲルの分解は、ペプチドを分解することが可能な特定の酵素およびその濃度に依存することになる。いくつかの場合には、分解プロセスを加速させるために、架橋反応中に特定の酵素を添加してもよい。
【０１４７】
架橋剤および官能性ポリマーが合成のものである場合（例えば、ポリアルキレンオキシドをベースにする場合）、等モル量の反応体を使用することが望ましいことがある。場合によっては、モル過剰の架橋剤を添加して、官能基の加水分解に起因する反応などの副反応を補償してもよい。
【０１４８】
架橋剤および架橋性ポリマーを選択するとき、得られる生体適合性架橋ポリマーが生分解性であることが望まれる場合、前駆体の少なくとも１種は分子当たり２個を超える官能基と少なくとも１つの分解性領域とを有するべきである。例えば、図１の構造Ａに示される２官能性架橋剤は、図２の構造Ｆまたは図４の構造Ｐとして示される２官能性ポリマーを有する架橋網状構造から得ることはできない。一般に、各生体適合性架橋ポリマー前駆体は、２個を超える、いくつかの実施形態では４個以上の官能基を有することが望ましい可能性がある。
【０１４９】
ある実施形態では、架橋剤は、ｎ個の架橋剤官能基を有してよく、ここで、ｎは２以上であり、合成官能性ポリマーは、ｍ個の官能性ポリマー官能基を有してよく、ここで、ｍは２個以上であり、ｎとｍの合計は５以上である。このように、前駆体の１種が２個の官能基を有する場合、その他の前駆体は、少なくとも３個の官能基を有すべきである。その他の実施形態では、官能性ポリマー官能基が求核性である場合、架橋剤官能基は求電子性でよく、官能性ポリマー官能基が求電子性である場合、架橋剤官能基は求核性でよい。このように、ある実施形態では、架橋剤官能基は官能性ポリマー官能基と異なってもよい。
【０１５０】
適切な求電子官能基には、ＮＨＳ、ＳＮＨＳ、およびＥＮＨＳが含まれる（図６）。適切な求核官能基には、第１級アミンが含まれる。ＮＨＳ−アミン反応の利点は、反応動態によって、通常は約１０分以内で、ある実施形態では約１分以内で、その他の実施形態では約１０秒以内で素早いゲル化がもたらされることである。この素早いゲル化は、生きている組織の上または内部でのその場で反応に望ましいことがある。
【０１５１】
ＮＨＳ−アミン架橋反応は、副生成物としてＮ−ヒドロキシスクシンイミドの形成をもたらす。Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドのスルホン化またはエトキシ化形態は、その高い水溶性により、したがって身体からのその素早い消失によって、望ましいことがある。スクシンイミド環上のスルホン酸塩は、第１級アミンを有するＮＨＳ基の反応性を変化させない。
【０１５２】
ＮＨＳ−アミン架橋反応は、水溶液中でかつ緩衝液の存在下で実施することができる。適切な緩衝液には、リン酸緩衝液（ｐＨ５〜７．５）、トリエタノールアミン緩衝液（ｐＨ７．５〜９）、ホウ酸緩衝液（ｐＨ９〜１２）、および重炭酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ９〜１０）が含まれる。ＮＨＳをベースにした架橋剤および官能性ポリマーの水溶液は、ＮＨＳ基と水とが反応するので、架橋反応の直前に作製すればよい。より長い「ポットライフ」は、これらの溶液をより低いｐＨ（ｐＨ４〜５）に維持することによって得ることができる。得られた生体適合性架橋ポリマーの架橋密度は、架橋剤および官能性ポリマーの全分子量と、１分子当たりに利用可能な官能基の数とによって、制御することができる。６００などのより低い架橋間分子量は、１０，０００などのより高い分子量に比べてより高い架橋密度を与えることになる。より高い分子量の官能性ポリマーが望ましいことがあり、ある実施形態では、弾性ゲルが得られるように約３０００超の分子量を有している。架橋密度は、架橋剤および官能性ポリマー溶液の固形分の全パーセントによって制御してもよい。固形分％を増大させると、加水分解による不活性化の前に、求電子官能基が求核官能基と結合する可能性が高くなる。架橋密度を制御するさらに別の方法は、求核官能基と求電子官能基との化学量論比を調節することによる。１対１の比は、最も高い架橋密度をもたらす。
【０１５３】
ある実施形態では、ヒドロゲルでもよい本開示の生体適合性架橋ポリマー中の固形分濃度は、約８重量％から約２０重量％でよい。
【０１５４】
天然ポリマー、例えばタンパク質またはグリコサミノグリカン、例えばコラーゲン、フィブリノゲン、アルブミン、およびフィブリンは、求電子官能基を有する反応性前駆体種を使用して、架橋することができる。天然ポリマーは、体内に存在するプロテアーゼによるタンパク質分解によって、分解される可能性がある。合成ポリマーおよび反応性前駆体種が望ましいことがあるが、カルボジイミダゾール、塩化スルホニル、クロロカーボネート、ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル、スクシンイミジルエステル、またはスルホスクシンイミジルエステルを含む求電子官能基を有する可能性がある。合成という用語は、自然では見られない分子、例えばポリエチレングリコールを意味する。求核官能基は、例えばアミン、ヒドロキシル、カルボキシル、およびチオールでよい。ポリマーは、ポリエチレングリコールを含めたポリアルキレングリコール部分を有してもよい。ポリマーは、加水分解によって生分解可能な部分または結合、例えばエステル、カーボネート、またはアミド結合を有してもよい。いくつかのそのような結合は、当業者の範囲内であり、α−ヒドロキシ酸、その環状ダイマー、または、グリコリド、ジ−ラクチド、ｌ−ラクチド、カプロラクトン、ジオキサノン、トリメチレンカーボネート、もしくはこれらのコポリマーなどの生分解性物質の合成に使用されるその他の化学種由来である。別の実施形態は、それぞれ２から１０個の求核官能基を含む反応性前駆体種と、それぞれ２から１０個の求電子官能基を含む反応性前駆体種を有する。親水性種は、合成分子であってもよい。
【０１５５】
ある実施形態では、生体適合性架橋ポリマーは、求電子官能基および求核官能基を有する前駆体の反応から形成することができる。前駆体は、水溶性、無毒性、および生物学的に許容されるものであってよい。ある実施形態において、前駆体の少なくとも１種は、約２０００Ｄａ以下、または約１０００Ｄａ以下の分子量を有する小分子であり、「架橋剤」と呼ぶことがある。架橋剤は、水溶液中で少なくとも１ｇ／１００ｍＬの溶解度を有してよい。架橋分子は、イオンもしくは共有結合、物理的な力、またはその他の誘引力を介して架橋することができる。その他の前駆体の少なくとも１種は、高分子でよく、「官能性ポリマー」と呼ぶことができる。官能性ポリマーは、架橋剤と一緒に反応する場合、その分子量が、小分子架橋剤の少なくとも約５から約５０倍であり、かついくつかの実施形態では約６０，０００Ｄａ未満になる可能性がある。その他の実施形態では、官能性ポリマーは、その分子量が架橋剤の約７から約３０倍である可能性があり、さらにその他の実施形態では、官能性ポリマーは、その分子量が架橋剤の約１０から約２０倍である可能性がある。いくつかの実施形態では、官能性ポリマーの分子量は、架橋剤の少なくとも７倍である可能性がある。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、約２０００未満の架橋前分子量を有する架橋済み合成架橋剤分子を含んだ少なくとも１つの生体適合性架橋剤領域を、架橋前架橋剤分子の分子量の約７倍超である架橋前分子量を有する架橋済み合成ポリマー分子を有する少なくとも１つの生体適合性官能性ポリマー領域と、組み合わせて含んでよい。そのような実施形態では、架橋剤および官能性ポリマーは、組織内、例えばポリープの粘膜下組織内で反応して、架橋剤領域と官能性ポリマー領域との間に少なくとも３つの結合を有する生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルを形成することができる。架橋剤領域と官能性ポリマー領域との間の結合は、前駆体、即ち架橋剤または官能性ポリマーの一方から得た少なくとも１個の求電子官能基と、その他の前駆体上の少なくとも１個の求核官能基との反応生成物であってよい。
【０１５７】
さらに、特定の範囲に限定するものではないが、生体適合性架橋ポリマーヒドロゲルは、約５，０００から約５０，０００の分子量、ある実施形態では約７，０００から約４０，０００の分子量、その他の実施形態では約１０，０００から約２０，０００の分子量を有することができる。本明細書で使用されるポリマーという用語は、少なくとも３個の反復基で形成された分子を含む。「反応性前駆体種」という用語には、架橋分子の網状構造、例えばヒドロゲルを形成する反応に寄与することができる、ポリマー、官能性ポリマー、高分子、小分子、または架橋剤が含まれる。
【０１５８】
生分解性架橋タンパク質の調製
架橋ポリマー網状構造を生成するために、図１および３に記載される生分解性架橋剤をアルブミン、その他の血清タンパク質、または血清濃縮物などのタンパク質と反応させることができる。簡単に言うと、図１および図３に記載される架橋剤の水溶液（約５０から約３００ｍｇ／ｍｌの濃度）を、アルブミンの濃縮溶液（約６００ｍｇ／ｍｌ）と混合して、架橋ヒドロゲルを生成することができる。この反応は、緩衝剤、例えばホウ酸緩衝液またはトリエタノールアミンが架橋ステップ中に添加される場合、加速することができる。
【０１５９】
得られた架橋ヒドロゲルは、その分解が架橋剤中の分解性セグメントならびに酵素によるアルブミン分解に依存する半合成ヒドロゲルである。いかなる分解性酵素も存在しない場合、架橋ポリマーは、生分解性セグメントの加水分解のみによって分解することになる。ポリグリコレートを生分解性セグメントとして使用する場合、架橋ポリマーは、網状構造の架橋密度に応じて、１〜３０日で分解することになる。同様に、ポリカプロラクトンをベースにした架橋網状構造は、１〜８カ月で分解することになる。分解時間は、一般に、下記の順序で、即ちポリグリコレート＜ポリラクテート＜ポリトリメチレンカーボネート＜ポリカプロラクトンの順序で、使用される分解性セグメントに応じて異なる。このように、適正な分解性セグメントを使用して、数日から数カ月にわたり所望の分解プロファイルを有するヒドロゲルを構成することが可能である。
【０１６０】
オリゴヒドロキシ酸ブロックなどの生分解性ブロックによって発生した疎水性、またはＰＬＵＲＯＮＩＣもしくはＴＥＴＲＯＮＩＣポリマー中のＰＰＯブロックの疎水性は、小有機薬物分子を溶解するのに役立てることができる。生分解性または疎水性ブロックの組込みによって影響を受ける可能性があるその他の性質には、吸水性、機械的性質、および熱感受性が含まれる。
【０１６１】
生体適合性ポリマーの使用方法
上述の生体適合性架橋ポリマーおよびその前駆体は、参考としてそのそれぞれの開示全体が本明細書に援用される米国特許第７，３３２，５６６号および第６，５６６，４０６号に開示されたものも含めた様々な適用例で、使用することができる。ある実施形態では、本開示の組成物は、動物からポリープを除去するのに利用することができる。
【０１６２】
これらの手法のいくつかによって、ポリマーを溶液として患者に「その場で」添加し、次いで患者の内部で化学反応させ、ポリマーが共有結合架橋をしてポリマー網状構造を形成させることが可能になる。その場で行われる手法により、ポリマーは、例えば米国特許第５，４１０，０１６号、第５，５７３，９３４号、および第５，６２６，８６３号に記載されるように、体内の組織の形状に密接に順応するよう形成される。
【０１６３】
多くの適用例で、生体適合性架橋ポリマーは、体内の手術部位で「その場」で形成することができる。フィブリン糊や封止剤適用例などその他の接着剤または封止剤系を目的に開発された、「その場」でのゲル化を行うための様々な方法および機器は、一般に、生体適合性架橋ポリマーと共に適切に使用することができる。このように、一実施形態では、新たに調製された架橋剤（例えば、ｐＨ５から７．２のリン酸緩衝生理食塩液（「ＰＢＳ」）中のグリセロールコアから合成された、ＳＮＨＳ末端オリゴラクチド）および官能性ポリマー（例えば、ホウ酸ナトリウム中、ｐＨ１０のアルブミンまたはアミン末端４官能性ポリエチレングリコール）の水溶液を、２重バレルシリンジ（溶液ごとに１つのシリンジ）を使用して組織上に付着させ混合することができる。２種の溶液は、同時にまたは順次付着させることができる。いくつかの実施形態では、組織が「プライム処理（ｐｒｉｍｅ）」されるよう、前駆体溶液を順次付着させ、それによって生体適合性架橋ポリマーと組織との改善された接着性が得られることが望ましいことがある。組織がプライム処理される場合、架橋剤前駆体が最初に組織に付着され、その後、官能性ポリマー溶液を付着させることができる。
【０１６４】
その場での形成プロセスは、例えば、コーティング、接着防止バリヤ、組織接着剤、薬物送達用マトリックス、創傷包帯、インプラント、および組織工学マトリックスを作製するのに使用してよい。いくつかの実施形態では、組成物を、ポリープまたはポリープに隣接する粘膜下組織に導入して、ポリープの除去を促進することができる。明白に開示された内容と矛盾しない程度まで、参考としてそのそれぞれの開示全体が本明細書に援用される米国特許第４，８７４，３６８号、第４，６３１，０５５号、第４，７３５，６１６号、第４，３５９，０４９号、第４，９７８，３３６号、第５，１１６，３１５号、第４，９０２，２８１号、第４，９３２，９４２号、国際公開公報ＷＯ９１／０９６４１号、およびＲ．Ａ．Ｔａｎｇｅ、「Ｆｉｂｒｉｎ  Ｓｅａｌａｎｔ」Ｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ：  Ｏｔｏｌａｒｙｎｇｏｌｏｇｙ、第１巻（１９８６年）に記載されているものも含めた、前駆体溶液を付着させる専用デバイスを使用してよい。
【０１６５】
上述のように、ある実施形態では、本開示の組成物を、ポリープを除去するための補助剤として利用することができる。これらの組成物および／または前駆体を、ポリープまたは１つもしくは複数のポリープの粘膜下組織に注入することによって事前調整がなされたポリープは、例えば、患者の体内に導入するとゲル化しもしくはより粘度が高くなり、かつ／または係蹄中もしくはピースミールポリペクトミー術（ｐｉｅｃｅｍｅａｌ  ｐｏｌｙｐｅｃｔｏｍｙ）の過程で粘膜下組織が破れた場合にポリープを容易に逃がさない組成物でポリープを隆起させることによって、ポリープ切除の利益を高めることができる。そのような事前調整はさらに、ポリープの提示を改善、切除中の把持および／または係蹄をより容易にすることができる。
【０１６６】
さらに、本開示による治療レジメンは、１つまたは複数のポリープによって遮断された通路を改善することができ、かつ／または癌性病変へと発達する性向を有する組織の除去を促進させることができる。粘膜表面からポリープを隆起させるのに利用される組成物を、１つまたは複数のポリープの粘膜下組織に注入し、その場で架橋させ、それによってゲルを形成することができる。その他の実施形態では、官能化ポリマーおよび架橋剤を、上述のように１つまたは複数のポリープの粘膜下組織に導入することができ、その場で架橋させ、本開示の組成物を形成する。ポリープ内で、本開示の組成物を形成することにより、ポリープを保持する組織、例えばいくつかの実施形態では結腸壁から、ポリープを高く持ち上げることができる。ポリープを組織から高く持ち上げたら、当業者の範囲内にある任意の方法を利用して、ポリープを除去することができる。いくつかの実施形態では、係蹄を利用して、ポリープを除去することができる。ポリープのサイズおよびその位置に応じて、いくつかの実施形態では、ポリープを係蹄により細切れで除去することが望ましいことがある。ポリープの一部が除去されるとき、ヒドロゲルである本開示の組成物は、ポリープの残りの部分から逃げず、ポリープの残りの部分は、拡張して組織表面から隆起したままである。次いで、本開示による組成物を実質的に粘膜下組織にかつポリープ内にある程度まで残した状態で、１つまたは複数のポリープを除去することにより、治療を続けることができる。組成物での可視化剤の使用は、ポリープおよび／または粘膜下組織内での組成物の滞留を確認するのに利用することができる。
【０１６７】
組成物の送達
本開示によれば、当業者の範囲内にある任意の送達デバイスを利用して、本開示の生体適合性架橋ポリマーおよび／またはその前駆体を、ポリープに導入することができる。ある実施形態では、カニューレまたはマルチルーメンカニューレを利用してよい。
【０１６８】
ルーメンは、１種または複数の薬剤、薬物、血液、医療機器、ガイドワイヤ、ポリープ切除術での使用に適したスネア、電気焼灼器、針、光ファイバ、光ファイバ撮像装置、光ファイバ診断プローブ、およびこれらの組合せなどを含むがこれらに限定することのない、任意の適切な物品および／またはデバイスを、収容し通過させることができる。上述のように、いくつかの実施形態では、本開示の組成物をその場で形成することができ、したがって１つのルーメンは、上述の官能化ポリマーを導入するのに利用することができ、一方、第２のルーメンは、上述の架橋剤を導入するのに利用することができる。
【０１６９】
ある実施形態では、適切なマルチルーメンカニューレは、２重ルーメンカニューレでよい。２重ルーメンカニューレは、当業者の範囲内の任意の構成を有してよい。例えば、いくつかの実施形態では、カニューレの複数のルーメンを密接に並べて配置する、チューブの水平分割部を有する単一チューブを利用してよい。
【０１７０】
その他の実施形態では、同軸２重ルーメンカニューレを利用してよい。そのようなカニューレは、一方が他方の内部に配置されている同心ルーメンを有していてもよい。
【０１７１】
本開示によるカニューレは、任意の適切な長さのものでよく、ある実施形態では約１ｍから約２．５ｍの長さであり、その他の実施形態では約１．２５ｍから約２．３ｍの長さである。
【０１７２】
カニューレは、従来の結腸鏡を通して、患者の体内に導入することができる。本開示のカニューレは、当業者の範囲内にある任意の材料で構成することができるが、ある実施形態では、本開示のカニューレは、ステンレス鋼やチタンなどの比較的軟質医療級プラスチックまたは金属で構成することができる。利用することができる具体的な合成材料には、限定するものではないが、ポリテトラフルオロエチレンを含めたフルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン、およびこれらの組合せなどを含めることができる。
【０１７３】
ある実施形態では、カニューレの１つのルーメンの末端に針を取り付けることによって、ポリープ切除中の粘膜壁へのまたはポリープ内への、まだ架橋していない官能化ポリマー、架橋剤、または本開示の組成物の導入を促進させることができる。
【０１７４】
上述のように、ある実施形態では、カニューレを利用して、内視鏡的ポリープ切除で使用される組成物を導入することができる。組成物を、１つまたは複数のポリープの粘膜下組織に施用することにより、ポリープの提示を改善することができ、またスネアなどの内視鏡器具でポリープをより容易に捕捉することも可能になる。例えば本開示の組成物および／またはその前駆体を、ポリープの粘膜下組織に注入して、その提示を改善することができる。
【０１７５】
本開示による、粘膜表面からポリープを隆起させるのに利用される組成物の、様々な構成成分は、ポリープ、またはヒトもしくはその他の哺乳類のその他の組織に適用される製品を形成するために、数多くの成分と組み合わせることができる。そのような製品は、医薬品として許容される担体もしくは希釈剤、ビヒクルまたは媒体、例えば、適用されることになる組織に対して適合性のある担体、ビヒクル、または媒体を含んでよい。本明細書で使用される「皮膚科学的にまたは医薬品として許容される」という用語は、組成物またはその構成成分が、一般に、過度の毒性、不適合性、不安定性、およびアレルギー応答なしで、組織と接触して使用するのにまたは患者に使用するのに適切であり得ることを意味する。
【０１７６】
上述のように、本開示の組成物は、冒された領域を治療するのに十分な量で、ポリープの粘膜下組織に注入することができる。本明細書で使用される「治療する（ｔｒｅａｔ）」、「治療している（ｔｒｅａｔｉｎｇ）」、または「治療（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」という用語は、本開示の活性成分および／または組成物を、任意選択で、あらゆる望ましくない状態の発生を予防的に防止しまたは既存の望ましくない状態を治療的に改善する活性成分と組み合わせて、使用することを指す。望ましくない状態を低減しかつ／またはなくす、いくつかの異なる治療が、現在可能であり得る。
【０１７７】
本明細書で使用される「望ましくない状態」は、ポリープまたはその除去によって引き起こされた、任意の検出可能な組織の徴候を指す。そのような徴候は、例えば外傷および／またはその他の疾患もしくは機能不全状態などの、いくつかの要因に起因して現れる可能性がある。そのような徴候の非限定的な例には、出血、癌、炎症、薄片剥離、および／またはその他の形態の組織異常、ならびにこれらの組合せの発生が含まれる。列挙される望ましくない状態は非限定的であること、および本開示による治療に適した状態の一部のみが本明細書に列挙されることが、理解される。
【０１７８】
上述のように、ある実施形態では、ポリープの粘膜下組織および／またはポリープに導入された組成物は、望ましくない状態を改善するのに有効な量で、１種または複数の活性成分を含有することができる。本明細書で使用される「活性成分」には、限定するものではないが、トロンビンなどの酵素、エピネフリン、ノルエピネフリン、アンギオテンシンまたはバソプレッシンなどの血管収縮剤、フルオロウラシル（５−ＦＵ）などの化学療法剤、およびこれらの活性薬剤の組合せが含まれる。本明細書で使用される「有効な量」は、ポリープまたはそれに隣接した組織に特定のポジティブな利益を誘発させるのに十分な量を有する、化合物または組織の量を指す。ポジティブな利益は、健康に関連するものであってよい。ある実施形態では、ポジティブな利益は、組織と凝固タンパク質とを接触させて、切除組織の凝固および閉鎖が促進することによって実現することができる。その他の実施形態では、ポジティブな利益は、組織と血管収縮剤とを接触させて、出血を減少させることによって、実現することができる。さらにその他の実施形態では、ポジティブな利益は、組織と化学療法剤とを接触させて、癌性細胞を死滅させることによって、実現することができる。
【０１７９】
当業者が、本明細書に記述される組成物および方法をより良く実施できるようにするために、以下の実施例を、本発明の組成物の調製およびその使用方法の例示として記載する。この開示は、実施例に具体化された特定の詳細に限定するものではないことに、留意すべきである。
【実施例】
【０１８０】
以下の非限定的な実施例は、新しい生体適合性架橋ポリマーおよびそれらの前駆体、ならびにいくつかの医薬品を製造する際におけるそれらの使用を説明することを意図する。本開示に含まれることを意図する変更をこれらの実施例、図面、説明および請求項に加えることができることを当業者なら理解するであろう。
【０１８１】
材料および装置
ポリエチレングリコールはＳｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社、Ｆｌｕｋａ社およびＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社などの様々な供給源から購入した。多官能性ヒドロキシルおよびアミン末端ポリエチレングリコールはＳｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社およびＴｅｘａｃｏ社から購入した。ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）およびＴＥＴＲＯＮＩＣ（登録商標）シリーズのポリオールはＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から購入した。ＤＬ−ラクチド、グリコリド、カプロラクトンおよびトリメチレンカーボネートはＰｕｒａｃ社、ＤｕＰｏｎｔ社、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社、Ａｌｄｒｉｃｈ社、Ｆｌｕｋａ社、Ｍｅｄｉｓｏｒｂ社、Ｗａｋｏ社およびＢｏｅｈｒｉｎｇｅｒ  Ｉｎｇｅｌｈｅｉｍ社のような商業的供給源から入手した。Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドはＰｉｅｒｃｅ社から購入した。すべての他の試薬、溶媒は、試薬グレードであり、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社、Ｆｌｕｋａ社、Ａｌｄｒｉｃｈ社およびＳｉｇｍａ社などの商業的供給源から購入した。Ｄ．  Ｄ．  Ｐｅｒｒｉｎら、Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  （Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ  １９８０年）に記載されているような標準的な実験手順を用いて、それらの試薬および溶媒の多くを精製および乾燥した。
【０１８２】
一般的分析
これらの実施例に従って合成されたポリマーを、核（プロトンおよび炭素１３）磁気共鳴分析法、赤外分光法などの構造決定法を用いて化学的に分析した。分子量を、高圧液体クロマトグラフィーおよびゲル透過クロマトグラフィーを用いて測定した。融点およびガラス転移温度を含むポリマーの熱特性決定を、示差走査熱分析を用いて実施した。ミセルおよびゲル形成などの水溶液特性を、蛍光分光法、ＵＶ可視分光法および光散乱測定器を用いて測定した。
【０１８３】
ポリマーのインビトロ分解をリン酸緩衝食塩水（ｐＨ７．２）などの水性緩衝媒体において３７℃での重力測定により追跡した。ゲル化製剤をラットまたはウサギの腹腔内に直接注入または形成し、２日から１２カ月の期間にわたってその分解を観察することによって、インビボでの生体適合性および分解存続期間を評価した。
【０１８４】
あるいは、溶液鋳造（ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｃａｓｔｉｎｇ）のような方法で製造される無菌インプラントを予め作製し、次いで動物体内にインプラントを外科的に移植することによって分解の評価も行った。経時的なインプラントの分解を重量測定または化学分析によって監視した。インプラントの生体適合性を標準的な組織学的技術によって評価した。
【０１８５】
本明細書に記載されている一部の実施形態についての方法および手順のいくつかの態様は、それが明確に開示されていることと矛盾しない程度に、その開示内容全体が参考として本明細書に援用される共有された米国特許第７，００９，０３４号に詳細に規定および記載されている。これらの方法および手順のいくつかは、ポリエチレンオキシドコポリマーに基づく水溶性２官能性生分解性官能性ポリマーの合成、アミン末端合成生分解性架橋性ポリマーの合成、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドで活性化されたカルボキシ末端オリゴ乳酸ポリマーの合成、ポリエチレングリコールをベースとする４官能性架橋剤の調製、塩化スルホニル活性化架橋剤の合成、多官能性オリゴポリカプロラクトンの合成、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドを末端とするポリエチレングリコール−ｃｏ−ポリトリメチレンカーボネートコポリマーの調製、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドＥＳで活性化されたコハク酸ポリヒドロキシ化合物の合成、複合合成架橋有色生分解性ゲルの調製、溶液における着色剤の安定性の評価、その場での架橋ヒドロゲルコーティングに使用するための着色剤の濃度、着色剤のゲル化時間に対する影響を含む。
【０１８６】
（実施例１）
合成架橋生分解性ゲルの調製
１．５７ｇ（０．８ｍＭ）の４アームアミン末端ポリエチレングリコール（分子量２０００）をｐＨ９．５の１０ｍｌの０．１Ｍホウ酸ナトリウム緩衝液に溶解させた。２ｇの４アームスクシンイミジルエステル活性化ポリマー（４ＰＥＧ２ＫＧＳ、分子量２５００）をリン酸緩衝食塩水に溶解させた。これらの２つの溶液を混合して、架橋ゲルを得た。この方法の別の変形形態において、４ＰＥＧ２ＫＧＳポリマー固形物をアミン末端ポリマー溶液に直接添加して、架橋ポリマーを得た。
【０１８７】
別の変形形態において、４アームＰＥＧアミン溶液の代わりにジリシンの等モル溶液からなる架橋剤を使用して、ヒドロゲルを形成することができる。ゲル化は、２つの溶液を混合してから１０秒以内に生じることがわかった。架橋反応の前に、上記のアミン末端ポリマー溶液に０．１％のＦＤおよびＣ青色または藍色染料を添加した。染料を添加すると、有色ゲルの調製が可能になる。
【０１８８】
（実施例２）
ジリシンによるＳＧ−ＰＥＧの配合
スクシンイミジルグルタレート（ＳＧ）末端基を有する４アームＰＥＧ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、約９１００ｇ／ｍｏｌ、０．７０４グラム、６．５×１０−５モル）を２．９６ｇの０．０１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ４．０）（固形分１９．２％）に溶解させた。ジリシン（Ｓｉｇｍａ社、３４７．３ｇ／ｍｏｌ、０．０３グラム、８．７×１０−５モル）を３．６４グラムの０．１Ｍホウ酸緩衝液（ｐＨ９．５）（固形分０．８％）に溶解させた。２つの溶液を混合すると、１０％の固形分を有するヒドロゲルが形成した。ジリシンは、３つのアミン基を有する。ＳＧ−ＰＥＧは、４つのＮＨＳ基を有する。ＳＧ−ＰＥＧ上の１００％未満の置換度に対する補正後、配合物は、アミノ基対ＮＨＳ基の１：１の化学量論比を示す。
【０１８９】
（実施例３）
トリリシンとのＳＧ−ＰＥＧの配合
ＳＧ末端基を有する４アームＰＥＧ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、約９１００ｇ／ｍｏｌ、０．６７５グラム、６．２×１０−５モル）を２．８２ｇの０．０１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ４．０）（固形分１９．３％）に溶解させた。トリリシン（Ｓｉｇｍａ社、４０２．５ｇ／ｍｏｌ、０．０２５グラム、６．２×１０−５モル）を３．４７グラムの０．１Ｍホウ酸緩衝液（ｐＨ９．５）（固形分０．７％）に溶解させた。２つの溶液を混合すると、１０％の固形分を有するヒドロゲルが形成した。トリリシンは、４つのアミン基を有する。ＳＧ−ＰＥＧは、４つのＮＨＳ基を有する。ＳＧ−ＰＥＧ上の１００％未満の置換度に対する補正後、配合物は、アミノ基対ＮＨＳ基の１：１の化学量論比を示す。
【０１９０】
（実施例４）
テトラリシンとのＳＧ−ＰＥＧの配合
ＳＧ末端基を有する４アームＰＥＧ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、約９１００ｇ／ｍｏｌ、０．６４０グラム、５．９×１０−５モル、本明細書では約１００００ＭＷとも記載される）を２．６８ｇの０．０１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ４．０）（固形分１９．２％）に溶解させた。テトラリシン（Ｓｉｇｍａ社、５３０．７ｇ／ｍｏｌ、０．０２５グラム、４．７×ｌ０−１モル）を３．３０グラムの０．１Ｍホウ酸緩衝液（ｐＨ９．５）（固形分０．８％）に溶解させた。２つの溶液を混合すると、１０％の固形分を有するヒドロゲルが形成した。テトラリシンは、５つのアミン基を有する。ＳＧ−ＰＥＧは、４つのＮＨＳ基を有する。ＳＧ−ＰＥＧ上の１００％未満の置換度に対する補正後、配合物は、アミノ基対ＮＨＳ基の１：１の化学量論比を示す。
【０１９１】
（実施例５）
ゲル化時間の測定
アミン溶液（１００μＬ）を１００×１３試験管に等分した。小形回転子（７×２ｍｍ、Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｐ／ｎ  ５８９４８−９７６）を試験管に入れた。３００ｒｐｍに設定されたデジタル磁気撹拌機（ＶＷＲ  Ｓｅｒｉｅｓ  ４００Ｓ  Ｓｔｉｒｒｅｒ）上に試験管を固定した。１ｃｃのツベルクリンシリンジ（Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ、ｐ／ｎ  ＢＤ３０９６０２）に１００μＬのエステル溶液を充填した。シリンジを、遠端がアミン溶液の真上にくるようにフランジまで挿入した。同時に、プランジャを押し下げ、ストップウォッチをスタートさせた。撹拌棒の回転が停止するように溶液が十分に固化すると、ストップウォッチを停止した。各溶液を３回測定し、平均値±１標準偏差をプロットした。実施例２、３および４の配合の結果を図７に示す。
【０１９２】
（実施例６）
エステル溶液エージの関数としてのゲル化時間の変化
これらのシステムの重要な特性は、エステルのポットライフとも称するエステル溶液の再構成からの経時的な反応性の低下である。この反応性の低下は、活性化分子がそのそれぞれの求核官能基と化合できる前のＮ−ヒドロキシスクシンイミジルエステルの加水分解によって生じる。ＮＨＳエステル溶液の再構成からの時間の関数としてゲル化時間の変化を測定することによって、反応性の低下を特徴づけた。ゲル化時間を定期的に測定した。この測定中ＮＨＳエステル溶液を周囲条件で保管した。実施例２、３および４に記載した溶液についての結果を図８に示す。
【０１９３】
（実施例７）
４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ  ＰＥＧおよびＬｙｓ−Ｌｙｓからの異なる固形分パーセントにおけるゲル形成
実施例５に記載したゲル化時間法を用いて、４アームＰＥＧ（ＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ、図１９参照、約１０，０００ＭＷ）（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社）およびジリシン（Ｓｉｇｍａ社）を使用した５つの異なるゲル組成物を製造した。それらの配合物を以下の表３に列挙する。
【０１９４】
【表３】
2010017548.tif 000021
配合物を、１対１の比率のＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ上の求電子官能末端基とジリシン（「Ｌｙｓ−Ｌｙｓ」）上の求核反応基を示すように調整した（３）。ＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ総量を０．０１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ５．０）に溶解させた。ジリシンを０．１Ｍホウ酸緩衝液（ｐＨ１１）に溶解させた。ゲル化時間の結果を図９に示す。このデータは、より固形分の大きい溶液は反応速度の保持に関しても最も安定していることをも示している。
【０１９５】
（実施例８）
ヒドロゲルの分解
実施例７のように製造されたヒドロゲルプラグを５０ｍＬファルコン管内のｐＨ７．４の０．１Ｍリン酸緩衝食塩水約２５ｍＬ中に入れ、３７℃の恒温槽内に配置した。ヒドロゲルプラグを定期的な間隔で目視観察し、ゲル消失の時間を記録した。それらのデータを図１０にプロットする。
【０１９６】
（実施例９）
４アームＳＧおよびジリシンから７．５％の固形分のヒドロゲルを形成するための前駆体噴霧手順
エチレンオキシド滅菌空気支援噴霧器を重合性モノマーの水溶液と併用した。溶液１を、ｐＨ４．０の０．０１Ｍリン酸緩衝液に溶解した４アームＰＥＧスクシンイミジルグルタレート（ＳＧ−ＰＥＧ、ＭＷ１０，０００、Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から購入）の１４．４％溶液から構成し、無菌濾過（Ｐａｌｌ  Ｇｅｌｍａｎシリンジフィルタ、ｐ／ｎ４９０５）し、無菌の５ｃｃシリンジに吸入した。溶液２を、視覚化のための０．５ｍｇ／ｍＬのメチレンブルーと共にｐＨ１１の０．１Ｍホウ酸緩衝液に溶解したジリシン（Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から購入）の１．２％溶液から構成し、やはり無菌濾過し、無菌の５ｃｃシリンジに吸入した。これらの溶液を、容量ベースで１：１の比率で混合すると、ＮＨＳエステルとアミン末端基の比率が１：１になった。混合後の最終固形分％は、７．５％であった。それら２つのシリンジを、ルアーロック型のリンク機構を介して２つの個別の容器に個々に充填した。調節された圧縮空気源（エアブラシ用の商業的に入手可能なものなどの圧縮空気）からの空気流を、１つのＴＹＧＯＮ管を使用してデバイスに接続した。シリンジプランジャを圧縮すると、２つの液体成分の一様な噴霧が観察された。この噴霧を組織片（ラット盲腸）に向けると、ヒドロゲルコーティングが組織の表面に形成するのが確認された。このヒドロゲルコーティングを食塩水で濯ぎ（ヒドロゲルコーティングは濯ぎに対する抵抗を有する）、組織表面に十分に接着していることを確認した。短時間（１分未満）で、１０ｃｍ×５ｃｍの部分を容易にコーティングすることができた。
【０１９７】
（実施例１０）
４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳおよびジリシンから１２．５％の固形分のヒドロゲルを形成するための前駆体噴霧手順
４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＳ（ＭＷ１０，０００、Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から購入）からヒドロゲルバリヤフィルムを製造し、ジリシンを実施例９に記載されているのと同様にして調製および噴霧した。本実施例において、等容量の送達系内で混合すると、ＮＨＳとアミン末端基の比率が１：１になって、最終的な固形分％が１２．５％になるように、固形分が２４．０％の４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ溶液を製造し、固形分が１．０％までのジリシン溶液を製造した。この配合物は、ヒドロゲルを製造するのに有効であった。
【０１９８】
（実施例１１）
架橋フィルムを形成するための架橋剤およびポリマーの噴霧散布
２つの溶液（成分Ａおよび成分Ｂ）を調製した。成分Ａは、ｐＨ９．５の０．１Ｍホウ酸緩衝液中ジリシンから構成された。成分Ｂは、ｐＨ４．０の０．０１Ｍリン酸緩衝液中４アームＳＧ−ＰＥＧ（図２０）または４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ（図１９）から構成された。これらの溶液を、アミンとエステルの化学量論比が１：１になり、最終的な全溶液濃度がそれぞれ７．５％または１２．５％になるように調製した。
【０１９９】
ＦＩＢＲＩＪＥＣＴ（Ｍｉｃｒｏｍｅｄｉｃｓ，Ｉｎｃ．社）５ｃｃシリンジホルダおよびキャップを使用し、５ｃｃの各溶液を予め充填し、二重バレル噴霧器に取り付けた。該噴霧器は、予め設定された任意の距離にわたって２つの個別のルーメンを介して２つの液体を送ることを可能にするように２つのシリンジが接続するための２つのハブを有する。噴霧ガスを散布するための第３のハブが存在する。本実施例では空気を使用した。噴霧器の遠端は、ガスが導入管から膨張し、次いで２つのポリマー溶液ノズルのそれぞれの回りの環状空間を通るチャンバを含む。２つの流体流の噴霧化を完了するのに好適な流速（約２Ｌ／分）を用いて、ガスを環状空間内で加速させる。したがって、十分に混合された薄い均一のコーティングを表面に塗布することを可能にする２つの重なる噴霧円錐が形成され、ＡとＢの混合物から当該コーティングが得られた。
【０２００】
（実施例１２）
ラット盲腸モデルにおける癒着防止
外科処置。ケタミン（２５ｍｇ／ｍｌ）、キシラジン（１．３ｍｇ／ｍＬ）およびアセプロマジン（０．３３ｍｇ／ｍＬ）の筋肉内「カクテル」４ｍｌ／ｋｇを用いて、雄のスプラーグドーリーラット（２５０〜３００グラム）に麻酔をかけた。腹部を剃り、無菌手術のための準備処理を施した。正中線切開を行って、腹の内容物を露出させた。盲腸を確認し、腹内の位置を記録した。盲腸を腹から引き出し、乾燥無菌ガーゼを使用して一方の側の表面を擦過した。ガーゼで表面を１２回なでることによって一部分を擦過する技術を用いた。損傷した盲腸の全表面部に沿う双極性凝固を用いて、盲腸動脈供給を遮った。
【０２０１】
損傷した盲腸表面近傍に位置する反対側の腹側壁の腹膜を解剖刀で切除し、下部の筋肉層を出血の点まで削った。
【０２０２】
先述の実施例に記載した空気支援噴霧法を用いて、盲腸にＳＧ−ＰＥＧ系またはＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ系を噴霧した。損傷した（虚血部）側を損傷した側壁に対向させて盲腸を配置した。閉じる前に活発な出血を抑制した。腹膜および筋肉壁を３−０ナイロンで閉じ、皮膚を４−０シルクで閉じた。ラットを１から２週間にわたってそれらのケージに戻し、その間、側壁と盲腸の癒着の評価を記録した。ラットを１０日目に殺し、粘着および癒着の程度を評価した。４ａＳＧが図２０に示されるＳＧ−ＰＥＧを表し、ＭＢがメチレンブルーを表し、４ａＣＭが図１９に示されるＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳを表す表４に結果の概要を示す。
【０２０３】
【表４】
2010017548.tif 000022
（実施例１３）
低分子量のトリリシンとトリス（２−アミノエチル）アミン（トリス）の分子の混合物を使用したヒドロゲルの分解時間の制御
本実施例は、ヒドロゲルの膨潤、ゲル化時間および分解時間が、様々な量、種類および組合せの低分子量のアミンをヒドロゲルに組み込むことによって制御可能であることを示す。低分子量の前駆体は、ＭＷが約２０，０００の４アームＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳ（図２０）と反応するトリリシン（Ｂａｃｈｅｍ社、図１１参照）またはトリス（Ａｌｄｒｉｃｈ社、図１２参照）の求核試薬であった。ヒドロゲルのゲル化時間、膨潤および分解をトリスおよびトリリシンの相対量の関数として測定した。求核試薬と求電子試薬の比率を１：１としてｐＨ９．５の緩衝液中９．１％の固形分ですべてのヒドロゲル配合物を製造した。前駆体溶液が充填されたシリンジを、溶液を迅速かつ完全に混合する混合チップ（ＡＳＨＢＹ−ＣＲＯＳＳ、ＳＴＡＴＯＭＩＸ）に接続することによって混合を達成した。
【０２０４】
図１３、１４、１５、１６は、それぞれゲル化時間、膨潤、分解および機械特性試験の結果を示す。トリリシンの量に対してトリスの量が増加すると、予想外にゲル化が加速され、膨潤が増加し、分解速度が加速された。重要なこととして、これらの傾向は、求核試薬の比率を予測し、所望のヒドロゲル特性、例えば所望の分解速度を達成するように選択することができるようにほぼ直線的であった。ゲル化測定を実施例５の方法によって実施した。
【０２０５】
規定の幾何学構造のゲルを形成し、３７℃のリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）に浸した時間の関数としてそれらの重量を測定することによって、膨潤の測定を実施した。浸す前にサンプルの重量を測定するか、または浸したサンプルをＰＢＳから取り出し、乾燥タオルでそれらの液体を吸い取り、それらの重量を測定することによって、重量測定を実施した。膨潤％を（（最終重量−初期重量）／初期重量）＊１００で定義した。
【０２０６】
３ｃｃシリンジ内でゲルプラグを形成し、ＰＢＳをシリンジ先端に流してシリンジのプランジャ末端からゲルプラグを追い出し、２０ｍｌのＰＢＳが充填され、３７℃で保管された５０ｍｌの遠心管にプラグを入れ、それらがヒトの眼で見ることができなくなるまで監視することによって、本明細書ではゲルの消失時間の測定とも称する分解試験を実施した。
【０２０７】
（実施例１４）
トリリシンから製造されたヒドロゲルの分解
本実施例では、実施例１３に記載した４アームのＭＷ２０，０００のＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳ前駆体およびトリリシン前駆体から製造されたヒドロゲルの持続時間を評価した。それらの前駆体を混合し、３ｃｃ容量のプラスチックシリンジ内でゲル化し、シリンジから押し出し、それぞれ約０．２５ｇの４つの片に分割した。ラットの背中の正中線のそれぞれの側に１つずつ、ブラントジセクションによって各ラットに形成されたポケットに２つの片を皮下挿入した。１つの片を各ポケットに配置した。皮下ポケットを断続的な縫合糸で閉じ、動物を回復させた。予定された時点において、組織サンプルを皮下ポケットから採取し、当業者の認識範囲内の方法による組織学的評価のためにホルマリンで固定した。各時点（４日、１週、２週、３週、４週）において、皮下ポケットを開き、４＝固体ゲル：３＝緩い押出可能なゲル；２＝粘性の液体；１＝ゲルなしの評価体系を用いてゲルプラグを評価した。ゲルは、すべての時点において透明であり、試験全体を通じて感染が認められなかった。結果を表５に示す。３５日目にゲルが存在することが認められ、３５日後はデータを記録しなかった。
【０２０８】
【表５】
2010017548.tif 000023
（実施例１５）
トリリシンまたはトリスから製造されたヒドロゲルの分解
本実施例では、４アームのＭＷ２０，０００のＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳおよびトリリシンまたはトリスから製造されたヒドロゲルの持続時間を評価した。トリリシンを含むヒドロゲルを製造するために、約０．８のトリリシン（Ｂａｃｈｅｍ社）を１９ｍｌの０．１Ｍホウ酸塩に添加した後、１０．５にｐＨを調整した。約０．４ｇの４アームＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ社）を使用直前にｐＨ４．０の１．６５ｍｌの０．０１Ｍリン酸緩衝液に溶解させて、約１８％の固形分の溶液を製造した。溶液を１：１の割合で混合し、ヒドロゲルにおける最終固体濃度を約９％とした。溶液が充填されたシリンジを、溶液を迅速かつ完全に混合する混合チップ（ＡＳＨＢＹ−ＣＲＯＳＳ、ＳＴＡＴＯＭＩＸ）に接続することによって混合を達成した。
【０２０９】
トリスを含むヒドロゲルを製造するために、約０．０１４ｇのトリスを１０ｍｌの０．１Ｍホウ酸塩に添加することによって約１０ｍｌの０．１４％トリス（Ａｌｄｒｉｃｈ社）を作製し、ｐＨをｐＨ８．５に調整した。約０．３ｇのＳＧ−ＮＨＳ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ社）を、約１５％の固体濃度が達成されるように、使用直前にｐＨ４．０の１．７ｍｌのリン酸緩衝液に溶解させた。溶液を１：１の割合で混合し、ヒドロゲルにおける最終固体濃度を約８％とした。
【０２１０】
ゲルを３ｃｃシリンジ内で製造し、ラットに移植し、実施例１４のように分解について評価した。トリスおよびトリリシンを含むヒドロゲルについての結果をそれぞれ図１７および１８に示す。トリスをベースとするヒドロゲルは、４から８日以内で完全に分解した。トリリシンをベースとするヒドロゲルはより長く持続した。約２２日目に、トリリシンゲルは、顕著に分解し、２９日目にゲルが液状化した。
【０２１１】
（実施例１６）
ジリシンをベースとするヒドロゲルの分解および特性
ジリシンおよび約１０，０００ＭＷの４アームカルボキシメチルヒドロキシブチレートＮ−ヒドロキシスクシンイミジルポリエチレングリコール（ＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ、図１９参照、「４ａＣＭ」）または２０，０００ＭＷのＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳ（図２０参照、「４ａＳＧ」）から製造されたヒドロゲルについての分解プロファイルを示す実験生成データ。４アームの１０，０００ＭＷのＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳおよび８アームの２０，０００ＭＷのＰＥＧアミンから製造されたヒドロゲルの配合物が図２１および２２に「Ｘ」としてプロットされている。ゲル化時間、膨潤、および固体濃度の影響も報告され、試験は、基本的に実施例１３のように実施される。
【０２１２】
共有および授与された米国特許第６，１６５，２０１号に記載されているように、成分溶液を噴霧として迅速かつ完全に混合する噴霧器に接続されたネブライザを使用して、前駆体溶液を混合してヒドロゲルを生成した。求核試薬（例えばジリシン）をｐＨ１１．０の０．１Ｍ緩衝液に溶解させることによって求電子前駆体溶液を製造した。求電子前駆体（例えば、１０，０００ＭＷのＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳまたは２０，０００ＭＷのＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳ）を約２．３ｍｌの０．０５Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ５．０）に溶解させることによって求電子前駆体溶液を製造した。前駆体溶液を１：１のｖ／ｖ比で混合して、報告された固体濃度を達成した。ヒドロゲルを水平マイラー表面上に形成し、パイ形サンプルに３つに切断し、実施例１３に記載したようにそれらの分解および膨潤特性を測定した。
【０２１３】
図２１、２２および２３は、ジリシンで形成されたヒドロゲルのそれぞれ分解速度、ゲル化時間および膨潤を示す。ゲルが消失する時間（分解性の尺度）は、固体濃度が大きくなるに従って増加し、ＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳで製造されたヒドロゲルは、ＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳで製造されたヒドロゲルと比較して消失時間が速かった（図２１参照）。ゲル化時間は、固体濃度が大きくなるに従って低下した（図２２参照）。ヒドロゲルの膨潤は、固体濃度が大きくなるに従って増加した（図２３参照）。
【０２１４】
配合物の「ポットライフ」を測定するために他の実験を実施した（図２４参照）。ポットライフは、溶液の化学的活性が維持される時間の尺度である。概して、ＮＨＳ−エステルは、水溶液において求核試薬を共有結合させる能力が欠如している。したがって、ＮＨＳ−エステルは、水溶液におけるポットライフが限定されるため、それらを乾燥した形で保管し、使用直前に溶液で再構成することが望ましい。図２４は、再構成と使用との間の時間をｘ軸に示す。ゲル化時間は、水溶液におけるＮＨＳ−エステルの保管時間が長くなるに従って増加した。図２４の凡例は、試験した組合せを示し、４ａＳＧは、約２０，０００ＭＷの４アームＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳを示し、４ａ  ＣＭは、４アームの１０，０００ＭＷのＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳを示し、Ｌｙｓ−Ｌｙｓはジリシンを示し、８ａ２０Ｋは、一級アミンで終端する８アームの２０，０００ＭＷのＰＥＧを示し、括弧内の百分率は、ヒドロゲルにおける固体濃度を示す。
【０２１５】
（実施例１７）
小分子前駆体で製造されたヒドロゲルの分解および膨潤特性
トリリシンで製造されたヒドロゲルをスペルミン、スペルミジン、オルニチンおよびジリシンで製造されたヒドロゲルと比較した。異なる固形分パーセントおよびｐＨを用いた配合物を含む様々なトリリシン配合物を製造して、小分子前駆体を使用して発展させることが可能である広範な特性を実証した。
【０２１６】
本実施例では、様々な低分子量前駆体、即ちそれぞれ図１２、１１、２７、２５、２８および２６に示される構造を有するトリス、トリリシン、オルニチン、スペルミジン、ジリシンおよびスペルミンで製造されたヒドロゲルの特性を示すデータを作成した。４アームの１０，０００ＭＷのＳＧ−ＰＥＧを求電子試薬として使用して、本質的に実施例１３に記載したようにこれらの組成のヒドロゲルを製造した。各求核試薬の溶液のｐＨをｐＨ１０．２または指定のｐＨにさらに調整した。各ヒドロゲルについての固体濃度は、８．５％または指定の濃度であり、求電子試薬：求核試薬の化学量論比を一定に１：１に維持した。本質的に実施例１３に記載されたように、配合物をゲル化時間、膨潤および分解について試験した。
【０２１７】
（本明細書に記載されていない）他の実験により、スペルミンおよびスペルミジンの第２級アミンは、それらが２の求核官能性を有するため、求電子試薬との共有結合に本質的に関与しないことが示される。明らかに、スペルミンおよびスペルミジンは、試験した他の小分子と比較して長いため、トリリシン、トリス、ジリシンおよびオルニチンで製造されたヒドロゲルといくらか異なる特性を有するヒドロゲルをもたらす。
【０２１８】
トリリシンヒドロゲルを製造するのに使用された配合物溶液のｐＨを大きくすると、ゲル化時間および消失時間が低下し、膨潤が増加した。固形分パーセントが増加するに従って、ゲル化時間が速くなり、膨潤および消失時間が増加した。
【０２１９】
図２９は、前駆体を溶液に再構成してから１および２時間後のヒドロゲルについてのゲル化時間を示す。ＬＬＬは、トリリシンを表す。トリリシンは、４つのアミンを有し、トリスおよびジリシンは、３つのアミンを有し、オルニチン、スペルミンおよびスペルミジンは、２つのアミンを有する。
【０２２０】
図３０は、小分子前駆体で製造されたヒドロゲルについての膨潤データを示す。膨潤は、低分子量求核前駆体の官能性に応じた傾向を示した。求核前駆体の官能性が増加するに従って、ネットワークが膨張しにくくなった。直鎖状分子は、連鎖伸長剤として作用し、ネットワークの架橋密度を増加させない。２４時間目のスペルミンサンプルは、明らかにヒドロゲルの分解により、緩いため、それらの膨潤を測定することができなかった。
【０２２１】
図３１は、低分子量アミンで製造されたヒドロゲルの分解をアミンの数の関数として示す。３つまたは４つのアミンを有する他のヒドロゲルより迅速に分解した、トリスで製造されたヒドロゲルを例外として、一般には、より大きいアミン官能性を有する、小分子で製造されたヒドロゲルは、より小さいアミン官能性を有する小分子で製造されたヒドロゲルと比較して、分解により長い時間を要した。
【０２２２】
図３２は、配合物溶液のｐＨの関数としてのトリリシンについてのゲル化時間を示す。概して、該前駆体を含む溶液の約９から約１０の範囲のｐＨの増加は、ゲル化時間の低下をもたらした。また、水溶液による求電子試薬の再構成とヒドロゲルの形成との間の時間の増加は、ゲル化時間の低下をもたらした。
【０２２３】
図３３は、配合物溶液のｐＨの関数としての膨潤の関係を示す。配合物溶液のｐＨを約９から約１０上昇させると、得られたヒドロゲルの膨潤が増加した。
【０２２４】
図３４は、ｐＨの関数としてのヒドロゲルの分解速度を示す。図３５は、全固形分および配合物溶液ポットライフの関数としてのゲル化時間を示す。ゲル化時間は、配合物溶液における固形分が約８から約１３パーセントに増加するに伴って低下した。図３６は、トリリシンから形成されたヒドロゲルの膨潤を配合物溶液における固体の量の関数として示す。図３７は、トリリシンから形成されたヒドロゲルの分解を配合物溶液における固体の量の関数として示す。
【０２２５】
（実施例１８）
本実施例は、求核試薬、スペルミジン、オルニチン、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ  Ｔ−４０３（図３８）、ＬＵＰＡＳＯＬポリエチレンイミンおよびトリリシンを用いて行った実験の結果を示す。これらの実験における求核試薬は、４アームの２０，０００ＭＷのＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＳであった。これらの組成のヒドロゲルをゲル化し、基本的に実施例１３に記載されているようにゲル化時間、膨潤および分解について試験した。各求核試薬および求電子試薬の溶液のｐＨを約ｐＨ９．５にさらに調整した。各ヒドロゲルについての固体濃度は、１２．５％であり、求電子試薬：求核試薬の化学量論比を一定に１：１に維持した。図３９、４０および４１は、それぞれゲル化時間、膨潤および分解についての結果を示す。図３９は、求電子試薬を溶液に含めた直後（ｔ＝０）および求電子試薬を溶液に含めてから１．５時間後（ｔ＝１．５）に製造されたヒドロゲルについてのゲル化時間を示す。図４１は、５７℃における加速された分解を示す。
【０２２６】
（実施例１９）
低分子量前駆体を使用して、予想可能な分解性を有するヒドロゲルを製造するための方法
本実施例は、分解性ヒドロゲルを製造するために配合物を選択するための方法を示す。ゲル化時間、吸水率、分解および機械特性の所望の特性を有するヒドロゲルの識別を可能にするデータが含まれる。求電子試薬は、４アームの２０，０００ＭＷのＰＥＧ−ＳＧ−ＮＨＥＳ（Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社）であった。求核試薬は、トリリシン（Ｂａｃｈｅｍ社）であった。これらの組成のヒドロゲルをゲル化し、基本的に実施例１３に記載されているようにゲル化時間、膨潤および分解について試験した。ｐＨ、固体濃度および求核試薬：求電子試薬の化学量論比を示されているように制御した。図４２、４３、４４および４５は、ヒドロゲルのそれぞれゲル化時間、膨潤、分解およびモジュラスを示し、比率は求核試薬：求電子試薬の化学量論（Ｓｔｃｈｍ）比を示し、ｐＨおよび固体含量は示されている通りである。
【０２２７】
識別法を説明すると、２．５秒以下のゲル化時間、１００％未満の吸水率、４週間以下のインビトロ分解時間、および高モジュラスを有する配合物を識別することを所望する使用者は、指定された図を確認し、図４３を用いて、吸水率の基準を満たさず、図４５に実証されるように、３０ｋＰａを超えるモジュラスを有する１：１の比率のヒドロゲルより低いモジュラスを有するという理由により、求核試薬と求電子試薬の化学量論比が３：１のサンプルをすべて排除することが可能になる。使用者は、図４２を参照して、ゲル化時間の基準を満たす１：１の比率のゲルが１２．５％から８．０％の固体濃度を有することを確認することが可能である。図４４を参照すると、一部に、約９．５を超えるｐＨと約１０．５の間のｐＨが好適になるように、配合物溶液のｐＨを変化させることによって、ヒドロゲルの分解速度を制御することができる。
【０２２８】
（実施例２０）
低分子量前駆体としてジリシンで製造されたヒドロゲル
本実施例は、様々な求電子試薬の配合物をジリシンと組み合わせて製造したヒドロゲルの特性を示す。求電子試薬は、４アームの分子量１０，０００のＰＥＧ−ＳＧ（４ａ１０ｋＰＥＧ−ＳＧ）、４アームの分子量２０，０００のＰＥＧ−ＳＧ（４ａ２０ｋＰＥＧ−ＳＧ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルカーボネートで終端する２アームの分子量１０，０００のＰＥＧ（２ａ１０ｋＰＥＧ−ＳＣ）およびＮ−ヒドロキシスクシンイミジルカーボネートで終端する８アームの分子量１０，０００のＰＥＧ（８ａ１０ｋＰＥＧ−ＳＣ）であった。ジリシン（ＩＣＮ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ社）を０．１Ｍホウ酸緩衝液（ｐＨ１０．０）に溶解させ、求電子試薬を０．０１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ４．０）に溶解させて、ヒドロゲルを製造し、基本的に実施例１３に記載したように試験した。
【０２２９】
表６は、１２．５％の固体濃度を達成するように混合された様々な求電子試薬とｐＨ１０．０で反応したジリシン前駆体についてのゲル化時間を示す。表６は、表６の求電子試薬を再構成してからジリシンでそれらをゲル化するまでの経過時間の影響を示す。表６は、ｐＨ１０．０および固形分１２．５％においてジリシンと反応した様々な求電子試薬で製造されたヒドロゲルの膨潤を示し、４ａは４つのアームを示し、１０ｋは、約１０，０００の分子量を示す。
【０２３０】
【表６】
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【０２３１】
【表７】
2010017548.tif 000025
【０２３２】
【表８】
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【０２３３】
【表９】
2010017548.tif 000027
（実施例２１）
選択されたヒドロゲルの物理特性
本実施例は、求電子試薬と求核試薬の特定の組合せを混合することによって得られたヒドロゲルの物理特性を示す。ヒドロゲルを製造および試験するための手順は、他に指定する場合を除いて実施例１３の通りであった。試験した求電子試薬は、４アームの分子量１００００のＰＥＧ−ＳＧ（４ａ１０ｋＰＥＧ−ＳＧ）、４アームの分子量２００００のＰＥＧ−ＳＧ（４ａ２０ｋＰＥＧ−ＳＧ）および分子量１００００の４アームＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳＰＥＧ（４ａ１０ｋＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳ）であった。求核試薬は、トリリシン（ＬＬＬ）または８アームの分子量２００００のＰＥＧアミン（８ａ２０ｋアミン）であった。求電子試薬：求核試薬の比は、約１：１であり、混合物のｐＨは、９．５であり、求電子試薬をｐＨ４．０の０．０１モルのリン酸緩衝液で再構成した。
【０２３４】
概して、４ａ２０ｋＰＥＧ−ＳＧは、他の２つの求電子試薬より有意に大きな破壊エネルギーを示した。４ａ２０ｋＰＥＧ−ＳＧのモジュラスは、０．０５８ＭＰａにおいて最も低くなるのに対して、４ａ１０ｋＣＭ−ＨＢＡ−ＮＨＳでは０．０８６、そして４ａ１０ｋＰＥＧ−ＳＧでは１．１２１ＭＰａにおいて最も低くなった。本明細書に開示されている実施形態に様々な変更を加えることができることが理解されるであろう。したがって、以上の記載は、限定的なものでなく、単にいくつかの実施形態の例示と見なされるべきである。当業者は、本明細書に添付された請求項の範囲および主旨の範囲内で他の変更を想像するであろう。本明細書に言及されているすべての特許、特許出願、文献および雑誌記事は、それらが明確に開示されているものと矛盾しない程度に参考として本明細書に援用される。
【０２３５】
概要
生体適合性架橋ポリマーと、その調製および使用方法が開示されており、この生体適合性架橋ポリマーは、その場で反応し架橋することが可能な求電子および求核官能基を有する水溶性前駆体から形成される。得られる生体適合性架橋ポリマーを生分解性にするまたはしない方法が、分解速度を制御するための方法と同様に提供されている。架橋反応は、器官または組織上のその場で、あるいは体外で実施することができる。実施形態では、生体適合性架橋ポリマーおよび／またはその前駆体を、ポリープ切除などの外科処置で利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010017548.tif 000043
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【外国語明細書】
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